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Energia e materia

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Martianbuddy
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Re: Energia e materia

Messaggio da Martianbuddy » 01/09/2017, 22:19

Grazie della risposta Francesco, l'ho capita tranquillamente, sei stato esaustivo.
Ci sono altre trasformazioni che può avere l'energia? Oltre il calore ovviamente.
Grazie, intanto a breve aprirò un altro thread su un'altra curiosità che ho, ma questo discorso dell'energia mi interessa parecchio, e mi sconvolge che nessuno sappia cosa sia l'energia. Se puoi dirmi qualunque altra cosa al riguardo sarei felice di ascoltarti. Grazie.
francesco.aliotta
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Re: Energia e materia

Messaggio da francesco.aliotta » 04/09/2017, 9:42

Ovviamente, esistono molte forma di energia. Ad esempio, potenziale, cinetica, chimica, elettromagnetica, termica. Sono tutte dimensionalmente e quivalenti, cioè rappresentano sempre lo stesso tipo di quantità. Non comprendo bene perchè tu asserisca di essere sconvolto dal fatto che nessuno sappia cosa sia l'energia. Per la verità tutti (almeno tutti quelli con conoscenze di Fisica elementare) sanno benissimo cosa sia l'energia. L'energia è una quantità che rappresenta la capcità di un corpo di compiere lavoro. Questo a prescindere dal fatto che tale lavoro possa essere effettivamente compiuto.
Infatti, per compiere lavoro è necessario che l'energia possa essere trasferita (ad esempio da un corpo ad un altro). Per compiere lavoro ti occorrono due sistemi, uno ad energia più alta ed uno ad energia inferiore. E puoi compiere lavoro unicamente trasferendo energia dal primo al secondo. L'inverso è impossibile.
Da questo punto di vista il calore, che tu hai nominato, non è propriamente una forma di energia. Il calore non è una quantità che possa essere posseduta da un corpo. Il calore rappresenta unicamente energia in transito. Ad esempio, tu puoi porre in contatto due corpi a temperatura diversa. Il fatto che abbiamo temperature diverse significa che possiedono energie termiche diverse. L'energia viaggia dal corpo ad energia termica più alta a quello che ne contiene di meno. L'energia termica (legata alla temperatura del corpo) rappresenta una misura dell'energia (cinetica e vibrazionale) delle molecole che lo compongono. Se il corpo è a temperatura più alta le sue molecole si "muovono" più velocemente. Quello che chiamiamo calore è semplicemente l'energia che viene trasferita da un corpo all'altro durante il viaggio verso l'equilibrio. Quando i due corpi hanno raggiunto la stessa temperatura (cioè hanno equilibrato le loro energie termiche) non puoi più compiere lavoro. Il che vuol dire che non puoi più trasferire energia da uno all'altro. Cioè non puoi più osservare calore. Il che ti dice che il calore rappresenta un lavoro e non un'energia (anche se, dimensionalmente, le due quantità sono equivalenti).
Raggiunto l'equilibrio, l'energia totale dei due corpi è esattamente quella che avevi all'inizio. Rimane tutta li. Semplicemente non è più utilizzabile per compiere lavoro. Il che vuol dire che non puoi più avere produzione di calore. Ma, in termini di temperatura, la temperatura di equilibrio di quei due sistemi può rimanere anche molto elevata.
Questa precisazioe la faccio per evitare che si faccia confusione tra i concetti di calore e di temperatura. Per la verità, non esiste alcuna ambiguità. L'ambiguità nasce, a volte, quando si usano parole che nel linguaggio comune significano una cosa mentre in Fisica, esprimono concetti radicalmente diversi. Ad esempio, quando dici che un corpo è caldo intendi dire che ha una temperatura elevata. Ma, in Fisica, puoi solo parlare della temperatura. Pensare che il corpo possieda qualcosa che si chiama calore è, per quanto detto prima, un pensiero privo di significato.
Il raggiungimento di una condizione di equilibrio viene descritto dicendo che è stato raggiunto un massimo dell'entropia. L'entropia è un'altra grandezza termodinamica che fornisce una misura dell'energia disponibile a compiere lavoro.
Riassumendo, per compiere lavoro hai bisogno di un dislivello di energia. Devi cioè trovarti in una condizione di non equilibrio. Si dice che ti trovi in uno stato a bassa entropia. Il viaggio verso l'equilibrio trasferisce energia (portando le differenze di energia verso lo zero o verso un minimo). In maniera più rigorosa si dovrebbe dire che il viaggio verso l'equilibrio segue un percorso che produce un aumento di entropia. Che, di conseguenza, è una quantità che non ha nulla a che vedere con l'ordine o il disordine come invece spessissimo viene asserito.
Per la verità, questi concetti (incluso il significato dell'energia) sono chiaramente espressi in qualsiasi testo di fisica di una qualsiasi scuola superiore.
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Re: Energia e materia

Messaggio da teoria del tutto » 04/09/2017, 13:58

Quando dico di usare una lama di vapore umido per raffreddare una barra di alluomini a 500 gradi mi dicono che sono pazzo ma se per raffreddare intendo portare la temperatura a 100 gradi non mi sembra una pazzia
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Re: Energia e materia

Messaggio da Martianbuddy » 07/09/2017, 10:51

francesco.aliotta ha scritto:Non comprendo bene perchè tu asserisca di essere sconvolto dal fatto che nessuno sappia cosa sia l'energia. Per la verità tutti (almeno tutti quelli con conoscenze di Fisica elementare) sanno benissimo cosa sia l'energia. L'energia è una quantità che rappresenta la capcità di un corpo di compiere lavoro.


Ok lo so questo, ma cosa significa in effetti? Una quantità di cosa? Di fatto l'energia funziona come hai spiegato, ma io continuo a non capire cosa effettivamente sia...
Hai detto che l'energia è "una quantità che rappresenta"... ma una quantità di cosa?
teoria del tutto
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Re: Energia e materia

Messaggio da teoria del tutto » 07/09/2017, 13:40

Tempo. Velocità della luce alla fine e' un unità di misura come un metro con il fatto che include non una misura normale ma i secondi camuffati quindi alla fine dei conti a mio parere l'energia e' sempre un tempo e uno spazio
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Re: Energia e materia

Messaggio da Martianbuddy » 07/09/2017, 21:01

Ti giuro teoria del tutto, hai rotto le scatole con le tue idiozie. Smetti di scrivere su questo forum, fai qualcosa di utile nella vita, ma non ti stufi a scrivere cavolate qui tutti il tempo?
Smetti di scrivere cavolo, siamo facendo discorsi seri .

Rinnovo la domanda scritta poco fa Francesco
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Re: Energia e materia

Messaggio da francesco.aliotta » 07/09/2017, 21:41

Ok lo so questo, ma cosa significa in effetti? Una quantità di cosa?

Non capisco bene cosa ti stia sfuggendo. L'energia di un sistema rappresenta, come ti ho detto, la quantità di lavoro che puoi (teoricamente) compiere se hai un altro serbatoio ad energia nulla in cui riversarla tutta.
Cerco di chiarire con un esempio banale. Immagina di avere un sasso di massa 1 kg che mantieni fermo sospeso ad una quota di 1 m.
Dici che quel sasso possiede energia potenziale. E' l'energia che deriva dalla posizione che esso occupa nel campo gravitazionale e che, in linea di principio, può essere scaricata da qualche altra parte per produrre lavoro. Da cosa deriva questa energia? Deriva dal fatto che il campo gravitazionale attira il sasso accelerandolo con un'accelerazione che, nel caso terrestre, vale 9.8 m/s[sup]2[/sup]. Il fatto che ci sia un'accelerazione implica che sul corpo agisce una forza. La forza è data dal prodotto della massa per l'accelerazione. Per cui, nel nostro caso la forza vale 1kg*9.8 m/s[sup]2[/sup]. Cioè vale 9.8N (Newton). Il Newton è l'unità di misura della forza e la sua definizione dimensionale è N=kg*m/s[sup]2[/sup]. Questa cosa ti dice che la forza di 1 N è quella forza che applicata ad un corpo di massa pari ad 1 kg gli imprime un'accelerazione di 1 m/s[sup]2[/sup].
Ora immagina cosa succederebbe se tu lasciassi libero di cadere il tuo corpo. Ovviamente esso cadrebbe sino a quando non impatta col terreno...li si ferma. Quindi, potenzialmente, se tu lasciassi libero il tuo corpo questo si sposterebbe di 1 m verso il basso. Quando una forza provoca uno spostamento, si dice che quella forza produce lavoro. Il lavoro è quindi definito come il prodotto della forza per lo spostamento che produce. In questo caso la forza agisce su una distanza di 1 m. Per cui il lavoro che può essere sviluppato è di 9.8N*1m, cioè di 9.8 j (joule, essendo 1 joule il lavoro di una forza di 1 N che agisce su una distanza di 1 m). Questa è l'energia potenziale posseduta dal tuo corpo sospeso.
Ovviamente, quando hai compiuto questo lavoro il corpo si viene a trovare al suolo. E siccome l'altezza è divenuta pari a zero la sua energia potenziale è divenuta anch'essa nulla. Il tuo corpo possedeva un'energia potenziale di 9.8 j, hai compiuto un lavoro pari a 9.8 j ed ora l'energia potenziale è divenuta zero. Che fine ha fatto l'energia iniziale? Certamente non la hai distrutta. Ha semplicemente cambiato forma. Man mano che il corpo accelera cadendo l'energia potenziale diminuisce e si travasa in un serbatoio che chiamiamo energia cinetica. L'energia cinetica è data dal prodotto 1/2 m*v[sup]2[/sup], dove v è la velocità. All'inizio il tuo corpo è fermo per cui l'energia cinetica è nulla. Ma cadendo trasformi tutta l'energia potenziale in energia cinetica. Siccome nel momento in cui impatta al suolo il corpo deve aver trasformato tutta l'energia potenziale in energia cinetica allora sai che al momento dell'impatto il tuo corpo avrà un'energia di 9.8 J. Per cui puoi calcolarti immediatamente la velocità al momento dell'impatto. E dopo l'impatto, quando il corpo si ferma? Nessun problema! L'energia continua a conservarsi. Non hai più energia cinetica e nemmeno energia potenziale. Ma il risultato è che sia il corpo che il terreno nel punto di impatto si sono riscaldati. Hai quindi trasformato l'energia cinetica in energia termica. Per farlo hai prodotto nuovamente lavoro. Per riscaldare il sasso ed il terreno qualcosa deve aver ceduto calore. Ma il calore non è altro che energia in transito da un serbatoio ad un altro, cioè non è altro che lavoro. In questo caso la velocità del sasso si è annullata ma, come risultato, è aumentata la velocità con cui si agitano le molecole che compongono il sasso ed il terreno. Questa velocità è quella che normalmente misuri con la grandezza che chiami temperatura. E' chiaro ora cosa vuol dire che l'energia è una quantità che ti dice quanto lavoro puoi fare? Nel senso che ti dice che cosa hai a disposizione per mettere in movimento le cose. Ovviamente, a patto di avere qualcosa in cui riversarla. Se il tuo corpo è isolato, cioè se non puoi riversare energia da una parte ad un'altra è ovvio che tu non possa ottenere un bel niente. Ti serve sempre un dislivello di energia per poter effettuare la trasformazione. Se non hai questo dislivello non è che l'energia sparisca...semplicemente non sai dove riversarla. Ad esempio, un corpo a 100°C possiede una certa quantità di energia termica (quanta, dipende dalla natura del corpo). Tu puoi mettere questo corpo in contatto con un altro. Se anche l'altro corpo si trova a 100°, ovviamente non succede nulla. I corpi sono in equilibrio e l'energia che possiedono non è utilizzabile. Per utilizzare l'energia serve una condizione di non equilibrio. Infatti, se metti in contatto il corpo a 100 °C con uno a 0°C vedrai che il primo si raffredda ed il secondo si riscalda. Alla fine arriveranno all'equilibrio (per sapere a che temperatura vanno dovresti conoscere la loro massa ed il materiale di cui sono composti). Ma non è importante. Quello che conta è che uno dei due si è raffreddato (ha perso energia) mentre l'altro si è riscaldato (ha acquistato energia). Il passaggio di energia da un corpo all'altro è quello che chiamiamo calore e che, in base a quanto abbiamo detto sino ad ora, non è altro che un lavoro...per cui continua a misurarsi in joule.
Capisci perchè non ho altro da dirti se non che l'energia non è altro che la capacità potenziale di sviluppare lavoro. In che modo lo sviluppi dipende dalla trasformazione che adotti: puoi accelerare un corpo producendo energia cinetica, puoi riscaldarne un altro producendo energia termica, se fai le trasformazioni opportune puoi produrre energia termica. E puoi fare trecento altre cose diverse. Ma qualunque cosa tu faccia e comunque voglia chiamarla farai una trasformazione da una forma di energia ad un'altra. Cosa che significa produrre lavoro.
L'energia finale totale dopo ogni trasformazione sarà sempre la stessa. L'energia non puoi crearla ne produrla. Ma l'energia che puoi effettivamente trasformare da una forma ad un'altra andrà sempre diminuendo. In potenza puoi sempre fare la stessa quantità di lavoro. Ma siccome ad ogni passaggio non fai altro che equilibrare forme di energia diversa, ogni trasformazione ti porta sempre più vicino alla condizione di equilibrio. Che è la condizione dei due corpi entrambi a 100 °C. L'energia è tutta lì, ma tu non sai proprio che fartene.
Spero di averti dato almeno un'idea.
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Re: Energia e materia

Messaggio da Martianbuddy » 07/09/2017, 22:55

Riporto un pezzo preso dal Wikipedia, ma è un argomento che ho trovato diverse volte in giro: Una precisa definizione di energia non è semplice da fornire, l'energia non ha alcuna realtà materiale ma è piuttosto un concetto matematico astratto che esprime un vincolo rispetto ai processi possibili e una simmetria temporale delle leggi fisiche. Non esiste quindi nessuna sostanza o fluido corrispondente all'energia pura. Come scrisse Feynman: È importante tener presente che nella fisica odierna, non abbiamo alcuna conoscenza di cosa sia l'energia.
A questo mi riferisco... il discorso del compiere lavoro lo ho capito, ma come entità reale da dove spunta l'energia? Da dove viene? Cos'è? Di fatto cos'è?
Perché non aumenta o diminuisce mai? Perché c'è tot energia nell'universo?
Un sacco di domande alle quali voglio trovare risposta...
teoria del tutto
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Re: Energia e materia

Messaggio da teoria del tutto » 08/09/2017, 4:31

Elimina la parola materia, lo spazio quindi il metro ti serve solo per delimitate la zona che vuoi considerare, cosa ti resta? Il tempo. Prendi un elastico, tendilo e pizzicato da un lato, vedrai scorrere cosa? Energia o tempo più o meno compresso o dilatato nello spazio
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Re: Energia e materia

Messaggio da Martianbuddy » 08/09/2017, 7:52

Sei malato teoria del tutto, vatti a far curare.
Che malattia mentale hai?
Rinnovo là domanda Francesco
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