In sostanza dice che i passaggi di energia (come il calore), nell’universo in cui viviamo, hanno sempre una direzione. Ecco quale.
Ci sentite ripetere spesso, nei nostri articoli, che l’energia non si crea, né si distrugge: si trasforma. Tale principio è quello di cui abbiamo anche parlato nel nostro ultimo approfondimento sulla relatività di Einstein ed è anche detto principio di conservazione. Non c’è nulla, in natura, che lo violi. In altre parole: l’energia totale dell’universo è costante, ma può essere trasferita da una parte all’altra dell’universo. La domanda successiva che ci si può porre è: sì, ma in quale direzione avviene questo scambio? Cerchiamo di capirlo con il secondo principio della termodinamica.
In che modo si trasferisce il calore, nell’universo?
Bene, se prendessimo solo il primo principio della termodinamica (l’energia si trasforma) potremmo pensare che un corpo più freddo possa cedere spontaneamente calore a uno più caldo. Questo, però, come sappiamo, non avviene in natura. Questi scambi di energia, nel mondo in cui viviamo, hanno sempre una direzione specifica. Prendete una pentola con l’acqua: quando la scaldate il vapore che esce non si condensa da solo per poi ritornare nella pentola. Ecco, allora, che interviene in nostro aiuto la seconda legge della termodinamica: “È impossibile realizzare una trasformazione in cui l’unico risultato sia quello di trasferire calore da un corpo con una data temperatura a un altro con temperatura maggiore”. In sintesi: un corpo freddo non può trasferire calore a uno più caldo. Fu il fisico tedesco Rudolf Clausius a enunciarlo, nel 1850. Sì, ma perché avviene questo, direte voi.
Se il calore andasse da un corpo più freddo a uno più caldo agirebbe contro natura, perché servirebbe l’aggiunta di lavoro nel sistema per fare in modo che questo possa accadere. Prendiamo una locomotiva a vapore: funzionava grazie alla combustione di carbone in un forno che riscaldava l’acqua presente in una caldaia e produceva vapore che veniva a sua volta inviato al motore. Energia termica trasformata in movimento. Ma parte di quel calore, per forza di cose, non potrà essere totalmente trasformato in movimento. Verrà dissipato nell’ambiente sotto forma di vapore. In una reazione, quindi, parte dell’energia viene dispersa (sotto forma di calore) e nessun sistema può convertire tutta l’energia che ha in lavoro. È quindi impossibile arrivare ad un processo ripetuto, che converta completamente il calore in lavoro.
Riferimenti:
https://it.wikipedia.org/wiki/Secondo_principio_della_termodinamica
