Controintuitivo ma comprensibile. Fortunatamente su UA-cam ci sono persone che mettono in giro roba seria, anche rendendola alla portata di tutti (ignoranti come me compresi). Grazie. Qualsiasi video su qualsiasi argomento scientifico è sempre graditissimo
Bellissimo! Non avevo mai trovato video che trattassero questo argomento particolare. Mi piacerebbero anche video su vuoto quantico ed esperimento di Nernst sui corpi a bassa temperatura dove dimostra che in prossimità dello zero assoluto il calore specifico non è costante. Poi mi piacerebbe un video sull'effetto Aharonov-Bohm. Sei bravissimo ti seguo sempre! Riesci a trovare il giusto compromesso fra la divulgazione e il tecnicismo, non troppo basico ma nemmeno troppo tecnico! Grazie
Non ho ancora padronanza del calcolo infinitesimale, per cui non ho capito davvero come stanno le cose, ma col video sei riuscito comunque a far passare l'idea e mi sembra una figata!
Ho bisogno di un chiarimento supponiamo che io abbia 1kg di ferro diciamo quantistico a 6 stati a una temperatura x=0 lo appoggio su 200kg di ferro a mettiamo 100gradi nel suo assorbire calore il kg passerà gli stati che hai descritto fino ad arrivare ad un equilibrio con il ferro più grande quindi entropia zero corrisponderebbe alla massima quantità di calore che può assorbire da una determinata (dalla sorgente) temperatura. Se poi questo ferro quantistico fosse in grado di aumentare ancora la temperatura sarebbe negativa?
Complimenti bel lavoro . Provo a porre la seguente domanda : il tempo in un sistema molto vicino allo zero assoluto subisce una qualche variazione rispetto al tempo registrato da un'osservatore ....posto ad opportuna distanza ?
se ragioni in termini di probabilità, perché è la situazione più probabile. Immaginati che siano delle monete e che tu le lanci a caso. Avere metà delle monete che cadono con "testa" e metà con "croce" è la situazione più probabile, quindi anche quella più "disordinata": pertanto l'entropia in tale caso è massima.
Ciao secondo te come vale il discorso quantistico nello spazio piu' profondo, dove arriva energia dalle stelle lontane e vi il passaggio di fotoni quark ed altre particelle a noi sconosciute.Nella fattispecie se nei laboratori con tecniche di lasercooling si riesce a congelare perfino la luce, nello spazio piu' profondo vale la massimizzazione della diminuzione di entropia dettata da una forma di energia ? Secondo te l energia oscura o materia oscura puo' di fatto rendere nello spazio un aumento di energia per la quale il sistema quantistico si abbassa raggiungendo livelli dello zero assoluto? Oppure vale il discorso della lontanza da fonti energetiche quali stelle comete buchi neri ecc.Grazie e complimenti per i video e per il canale
Le tue spiegazioni sono le migliori, tono di voce, esposizione 10 ! Mi spieghi però perché se diamo a tutti gli stati energia l’Entropia si abbassa, ok come lo disegni tu ha senso, cioè i “quadratini” tornano tutti uguali, quindi torna l’ordine... ma ipotizzando un sistema con temperature max infinite, non arriverebbero mai ad essere tutti i quadratini uguali, quindi l’Entropia sarebbe massima Capito cosa intendo 😂?
infatti bisogna usare dei sistemi molto particolari in cui le energie disponibili per ogni "quadratino" (cioè per ogni particella) sono limitate, nella stragrande maggioranza dei casi non ci sono limiti.
Random Physics ho visto anche l’altro video sulle temperature massime, se _planck fosse veramente un limite di lunghezza d’onda allora questo discorso avrebbe senso. Grazie 🙏🏻 ancora ti auguro tutto il successo che meriti
Random Physics Non riesco a mandartelo in privato, te lo mando qui tanto è solo un dubbio, se lo scorrere del tempo è correlato alla velocità, nell’universo ogni oggetto ha velocità relativa diversa rispetto al centro della sua galassia, conosci l’effetto coriolis, un oggetto che viaggia in un orbita esterna è più veloce di oggetto che viaggia in un orbita interna... se tutti questi oggetti sono soggetti allo scorrere del tempo diversamente, perché gli astrofisici osservano l’universo come fosse influenzato dallo stesso UNICO scorrere del tempo ?
Scusate il commento OT, il mio gatto è stato in fissa davanti al televisore per tutta la durata del video, che personalmente ho fatto fatica a seguire per mancanza di basi adeguate, ed ha abbassato lo sguardo solo al termine senza mai distrarsi. Non credo nella reincarnazione ma potrei iniziare ad avere dei dubbi :-) Purtroppo, o per fortuna, non si possono mettere foto nei commenti.
Ciao random, volevo chiederti se si può generare un'onda sonora talmente forte da non essere più tale e se c'è un limite massimo o minimo (come per la temperatura)
Ma, nella fisica classica, la funzione entropia non deve essere monotona crescente rispetto all'energia? Almeno di solito la si impone come postulato proprio per evitare di incorrere in situazioni "scomode"
Forse è meglio vedere una entropia locale in questo caso, un flusso di entropia… localmente l'entropia diminuisce, vedi tutti i sistemi biologici per esempio
Chi ci assicura che in una trasformazione del genere il volume rimanga costante? Cioè so che quando parliamo di particelle il concetto stesso di volume inizia ad avere un significato un po' ambiguo dato che le particelle sono descritte dalla funzione d'onda. Quindi mi chiedo come si supera formalmente questo problema? Perché potrei immaginarmi che dando energia al sistema, i miei stati aumentano in volume e quindi la temperatura resti "finita" in qualche modo
sono ovviamente a v costante, prendi tipo 1000 atomi e li metti in una bottiglia, è il volume della bottiglia che ti interessa dove hai solo i tuoi 1000 atomi
L'ho rivisto più volte ed ero sempre in disaccordo con quello che stavi dicendo (se riesci rispondi grazie ahah) finché non ho capito che ero io a sbagliare, cioè ad interpretare la temperatura che tu descrivi come la temperatura vista a livello macroscopico... Giusto o mi sto ancora sbagliando?
Maaaa appunto, la termo dinamica non dice anche che man man che raffreddi un sistema termodinamico la sua entropia è sempre più minore? Non è una contraddizione?
Ciao, ti ringrazio per il tuo video molto ben fatto! Mi chiedevo, sperimentalmente come si raggiunge una temperatura negativa se per farlo è necessario passare da una temperatura infinita? E altro dubbio (forse esagerato) ma quella derivata che hai messo come parziale non dovrebbe essere esatta dato che ti metti a volume costante? Grazie ancora per il tuo lavoro!
Lince Lince quella derivata è parziale poiché l'entropia non é funzione solo dell'energia interna, ma anche del volume e del numero di particelle. In questo caso era importante mettere in relazione l'entropia e l'energia interna. Dalla relazione scritta all'inizio si possono infatti ricavare altre relazioni che legano energia interna e volume oppure energia interna e numero di particelle, che permettono di trovare quantità come pressione e potenziale chimico.
Ciao Alessandro, grazie per la risposta, è vero quello che dici ma in questo caso stavamo ragionando a volume costante (quindi anche a numero di particelle costante) quindi in questa ottica non dovremmo formalmente usare una derivata esatta. Concordo invece che in caso generale la derivata invece debba essere parziale :)
Lince Lince Ciao, credo che il tuo dubbio sia più matematico che fisico in ogni caso provo a darti una risposta. Quello che dici è esatto stiamo lavorando a volume fissato e numero di particelle fissato, se ci pensi in questa maniera stai applicando la definizione di derivata parziale. Se per esempio hai una certa funzione z=f(x,y) la derivata rispetto ad x di z sarà calcolata,usando le normali regole di derivazione tenendo y costante, allo stesso modo la derivata rispetto ad y sarà calcolata alla stessa maniera ma tenendo x fissato. Nella funzione del video invece abbiamo una E=f(S,V) quindi se vuoi calcolare gli incrementi rispetto alle variabile S e V bisogna variarne una e tenere l'altra fissata. Spero di aver risposto al tuo quesito, mi scuso se sono stato un po' prolisso e soprattutto spero di essere stato chiaro.
Ciao e ancora grazie per la risposta (non sei prolisso figurati), credo che l’inghippo sia proprio dove sei andato a parare, se ci mettiamo a volume fissato la nostra E(S,V) diventa una E(S) in quanto V non può più essere definita come variabile in quanto costante. Essendo V una costante non puoi calcolare una derivata rispetto ad essa ( perchè appunto non varia). Comunque, si, il mio dubbio è matematico ma devo dire che ho sempre apprezzato il formalismo matematico anche nella fisica, ovviamente poi in soldoni sempre una derivata andiamo a fare xD. Il mio dubbio sulla fisica era invece riguardo al concetto di temperatura “infinita” la quale penso ovviamente è impossibile da ottenere in laboratorio ma immagino che in campo quantistico sia qualcosa di diverso da quello che posso ritenere io in senso classico
Non mi è chiara la conclusione: la temperatura assoluta negativa dovrebbe presentarsi quando l' entropia torna ad essere minima, ossia quando l' energia fornita non provoca più alcuna variazione della stessa, giusto? Perché dal video sembrava che il valore di temperatura negativo fosse raggiunto in corrispondenza del massimo di entropia, quando, matematicamente, in quel punto la temperatura tende a +infinito (e quindi ad una temperatura positiva). Spero di aver spiegato bene il mio dubbio...
@@RandomPhysics ehm.. continuo a non capire perché la temperatura diventa negativa; a me sembra che diminuisce, ma sempre nei valori positivi.. a meno che non sia l'entropia ad assumere valori negativi e quindi anche T?
Il volume nell'espressione della variazione dell'entropia é costante, come scritto. Mi sembra che sia necessario stabilire anche una equazione di stato per il sistema e come varia l'entropia in funzione del volume, per poter stabilire come varia la temperatura. 👍
L'associazione Entropia-Disordine è una scorciatoia per spiegare intuitivamente il comportamento di sistemi macroscopici. Associare questo modello al comportamento di sistemi limite come quelli descritti è una forzatura che porta (come ovvio per una forzatura) a risultati paradossali. L'entropia non diminuisce mai, fornendo energia a un sistema; di conseguenza, le temperature negative non esistono, come non esistono quelle infinite. La fisica è piena di paradossi come questi, quando si forzano i modelli oltre i loro ambiti di validità. Sono pure speculazioni che possono purtroppo trarre in inganno se osservati superficialmente. Quando un "giochetto", come quello dei sei quadretti che si muovono su e giù, sembra dare un risultato che contraddice dei principi fondamentali (anche se solo in casi "speciali"), non è il principio a cadere, ma il "giochetto".
in realtà il "giochetto" si può tradurre in modo rigoroso a sistemi di spin a due livelli e le cose tornano, inoltre le temperature negative sono state ottenute anche sperimentalmente. Quindi in base a cosa scrivi che si tratta di forzature?
@@RandomPhysics La temperatura è una variabile di stato che ha significato solo a livello macroscopico. Tentare di associarla ad sistemi "limite", porta a risultati privi di senso, proprio come quelli di cui stiamo discutendo. Un esempio classico è quello di chiedersi quale sia la temperatura di un atomo (o anche di un miliardo di atomi): non è che un miliardo di atomi non rappresentino un oggetto fisico, ma non ha senso chiedersi quale sia la temperatura di un tale sistema. Tu affermi (come riportato da alcuni studi molto controversi) che è stata raggiunta una temperatura negativa, ma... con quale termometro è stata misurata? Nessuno. In realtà, non è stata raggiunta alcuna temperatura negativa, ma la stessa è stata estrapolata da un'equazione differenziale (quella da te illustrata) applicata a un cambiamento di stato per il quale la stessa non è più valida. In qualsiasi studio scientifico, prima ancora di applicare equazioni e fare calcoli, è indispensabile tracciare in modo chiaro i confini di validità dei concetti e delle equazioni applicate, ed è qui che crolla il castello di carte.
secondo me sbagli approccio, e lo dico con tutto il rispetto. Quello di cui parlo nel video è assolutamente noto e assodato, lo si trova ad esempio addirittura nel libro "fisica statistica" di Landau, scritto negli anni '60. È ovvio che quando andiamo a studiare sistemi particolari, che si ottengono solo in condizioni particolari, non possiamo parlare di temperatura così come ne parliamo quando ci misuriamo la febbre. Ma è proprio questa una delle caratteristiche della fisica, cioè quella di estendere le nozioni quando si entra in nuovi ambiti. Anche la nozione di prodotto tra numeri interi è nata come estensione del concetto di somma (2*3 significa che sommo 2 a sé stesso 3 volte), ma oggi possiamo parlare anche di prodotto tra numeri irrazionali. Cosa significa sommare un numero a sé stesso un numero irrazionale di volte? Le definizioni si estendono quando incontriamo nuovi ambiti, altrimenti non si potrebbe parlare di nulla che vada oltre alla fisica classica.
@@RandomPhysics Mi fa piacere discutere di questo argomento, però ti chiedo di non allargare la discussione, altrimenti si aumenta il rumore di fondo e si finisce a discutere di scie chimiche. La moltiplicazione degli irrazionali non c'entra nulla. Tornando a parlare di fisica, l'estensione dei concetti a nuovi ambiti è una cosa ben diversa dall'allargare l'applicazione di concetti assodati al di fuori dal loro ambito di validità. Se la prima delle due operazioni è concessa, previa la validazione sperimentale dei risultati ottenuti (senza la quale restano solo teorie), nel secondo caso si è sempre avanti a una forzatura che porta inevitabilmente a risultati paradossali (per quanto affascinanti possano apparire agli occhi di qualcuno). Io per lavoro misuro la temperatura, tu (probabilmente) insegni fisica. Il mio concetto di temperatura non può essere diverso dal tuo, altrimenti la scienza diventerebbe un po' come la politica, dove si può affermare tutto, il contrario di tutto e poi avere torto entrambi. Se Landau afferma che esistono le temperature assolute negative, è in errore, e si può fare questa affermazione anche senza leggere i suoi scritti. Se così non fosse, il concetto di temperatura sarebbe già stato rivisitato (come già successo per altri importanti concetti, più e più volte in passato). Altri testi, non meno autorevoli di quello di Landau (oserei dire... la maggioranza dei testi) afferma l'opposto. Io mi trovo in accordo con questi ultimi. Se poi si vuole definire una "nova-temperatura", diversa da quella universalmente accettata, valida al di fuori degli ambiti stabiliti per quella universale, unitamente a una "nova-entropia" il cui valore si ottenga dal conteggio degli spin invece che dalle variabili di stato (macroscopiche) di un sistema, allora tutto diventa uno dei tanti esercizi di "stiracchiamento teorico" che nella storia sono riusciti solo a Einstein e pochi altri, ma che (guarda caso) sono poi stati confermati dall'evidenza sperimentale. Se domani qualcuno arriverà con uno strumento munito di sonda e farà vedere che la temperatura di un sistema prima sale, poi raggiunge l'infinito (sic...) e istantaneamente diventa negativa (doppio sic...), avrà tutto il mio rispetto. Fino a quando tale affermazione si basa sull'applicazione di un'equazione al di fuori del suo ambito di validità, avrà in cambio solo uno o più sospiri di desolazione. P.S. Lo "strumento munito di sonda" non va interpretato in modo letterale, ma inteso come "evidenza sperimentale". Ad esempio la capacità per un sistema a temperatura negativa di assorbire calore da un oggetto "tradizionale" a temperatura prossima a 0 K. Magari non sono aggiornato, ma mi pare che un tale esperimento non sia mai stato condotto. Pertanto...
il discorso è questo: dalla prima legge della termodinamica si deduce che la temperatura è data dalla derivata dell'energia rispetto all'entropia. Questo vale sicuramente in termodinamica classica. Tuttavia, con l'avvento dei sistemi quantistici, si è cercato di ritrovare la stessa relazione in modo che emergesse da un punto di vista microscopico, in particolare quantistico. Lo si puo fare e le relazioni classiche si ritrovano. In particolare è stata sviluppata la cosiddetta meccanica statistica quantistica, che sperimentalmente parlando ha permesso di farci comprendere un sacco di cose sul comportamento degli elettroni nei metalli, sulle transizioni di fase, sui semiconduttori, sui condensati di bose Einstein, ecc. Anche all'interno di tale ambito si definisce una temperatura, in modo analogo al caso classico ma ovviamente usando grandezze quantistiche (al posto dell'energia c'è l'operatore Hamiltonian o, ecc.). Facendo ciò si ottiene che per alcuni di questi sistemi quantistici, molto particolari, quella stessa temperatura (cioè la derivata del l'entropia rispetto all'energia) viene negativa. Questo è un fatto, che si può verificare facilmente. Ora, tu puoi anche sostenere "io non sono d'accordo che quella sia una temperatura" e penso sia quello che stai dicendo. Per me va bene, lo accetto, ma io ho solo esposto come si facciano le cose in quell'ambito, senza inventarmi nulla e soprattutto senza dare opinioni. Semplicemente, se si fa così viene fuori cosà. Preferisci non chiamarla temperatura? Preferisci usare termini completamente diversi visto che il sistema è quantistico? Sei libero di farlo, ma allora ogni volta che prenderai in mano un libro su quell'argomento dovrai faticare il doppio.
@@RandomPhysics grazie! Mi sono iscritto al canale: il professor Moriarty con 60 Symbols ha fatto anni fa un video simile a questo ma tu hai elaborato una spiegazione molto più precisa e chiara. Penso che iscriversi ora al tuo canale sia un po' come aver investito in bitcoin il giorno dopo la loro invenzione: complimenti.
sarebbe interessante un ulteriore approfondimento. da chimico se posso chiedere, saresti interessato a fare dei video sulla termodinamica dei processi irreversibili?
l'imprecisione , secondo me, sta nell'aver considerato l'entropia di un piccolo sistema isolato da tutto il resto. In vero quando si parla di entropia si dovrebbe parlare di tutto l'universo
Stupefacente. Ma la spiegazione é chiara, anche se difficle da immaginare. Adesso ho capito, quando avevo leggiucchiato un paper sulla temperatura negativa, sul fatto che sperimentalmente era stata raggiunta una temperatura negativa, ero rimasto confuso. Adesso ho capito. Forse ahah...
![Lp. Сердце Вселенной #60 РОЖДЕНИЕ ЛОЛОЛОШКИ [Финал] • Майнкрафт](http://i.ytimg.com/vi/YoR0pAV9FVQ/mqdefault.jpg)
Calcoli in meccanica statistica quantistica.... Certo!! Sei il migliore
Controintuitivo ma comprensibile. Fortunatamente su UA-cam ci sono persone che mettono in giro roba seria, anche rendendola alla portata di tutti (ignoranti come me compresi). Grazie. Qualsiasi video su qualsiasi argomento scientifico è sempre graditissimo
Le mie congratulazioni! Un concetto per niente facile ottimamente divulgato
Bellissimo! Non avevo mai trovato video che trattassero questo argomento particolare. Mi piacerebbero anche video su vuoto quantico ed esperimento di Nernst sui corpi a bassa temperatura dove dimostra che in prossimità dello zero assoluto il calore specifico non è costante. Poi mi piacerebbe un video sull'effetto Aharonov-Bohm. Sei bravissimo ti seguo sempre! Riesci a trovare il giusto compromesso fra la divulgazione e il tecnicismo, non troppo basico ma nemmeno troppo tecnico! Grazie
Non ho ancora padronanza del calcolo infinitesimale, per cui non ho capito davvero come stanno le cose, ma col video sei riuscito comunque a far passare l'idea e mi sembra una figata!
Questo video è una gran figata, anche perché sono riuscito a capirlo bene avendo dato chimica fisica
ben volentieri anche per l'ulteriore parte di calcoli e statistica quantistici suggeriti alla fine del bellissimo video!! Complimenti :-)
Ottimo video. Mi interesserebbe anche la parte relativa ai calcoli di meccanica statistica.
Concetti molto complessi resi nel modo più diretto possibile. Complimenti!
Penso che sarebbe utilissimo illustrare il tutto con casi sperimentali.
Approfondisci!! È interessantissimo! Voglio sapere che tipo di esperimenti fanno per raggiungere quegli stati
Ho bisogno di un chiarimento supponiamo che io abbia 1kg di ferro diciamo quantistico a 6 stati a una temperatura x=0 lo appoggio su 200kg di ferro a mettiamo 100gradi nel suo assorbire calore il kg passerà gli stati che hai descritto fino ad arrivare ad un equilibrio con il ferro più grande quindi entropia zero corrisponderebbe alla massima quantità di calore che può assorbire da una determinata (dalla sorgente) temperatura. Se poi questo ferro quantistico fosse in grado di aumentare ancora la temperatura sarebbe negativa?
Complimenti bel lavoro .
Provo a porre la seguente domanda : il tempo in un sistema molto vicino allo zero assoluto subisce una qualche variazione rispetto al tempo registrato da un'osservatore ....posto ad opportuna distanza ?
Ciao Gabriele e complimenti! Non ho capito perchè il livello massimo di entropia si ha solo con metà delle particelle eccitate, e non con tutte...
se ragioni in termini di probabilità, perché è la situazione più probabile. Immaginati che siano delle monete e che tu le lanci a caso. Avere metà delle monete che cadono con "testa" e metà con "croce" è la situazione più probabile, quindi anche quella più "disordinata": pertanto l'entropia in tale caso è massima.
@@RandomPhysics chiaro adesso, grazie mille!
Molto interessante, anche se ho visto la questione dal punto di vista di un chimico ;mi piacerebbe
moltissimo se sviluppasse ancora l'argomento
Calcoli in meccanica statistica:
ADOROOOO. Fallo per fallo
Esci i calcolo!!! Grazie, molto interessante
Ciao complimenti per il canale!! Posso chiederti che programma usi per la lavagna nei video?
Ciao secondo te come vale il discorso quantistico nello spazio piu' profondo, dove arriva energia dalle stelle lontane e vi il passaggio di fotoni quark ed altre particelle a noi sconosciute.Nella fattispecie se nei laboratori con tecniche di lasercooling si riesce a congelare perfino la luce, nello spazio piu' profondo vale la massimizzazione della diminuzione di entropia dettata da una forma di energia ? Secondo te l energia oscura o materia oscura puo' di fatto rendere nello spazio un aumento di energia per la quale il sistema quantistico si abbassa raggiungendo livelli dello zero assoluto? Oppure vale il discorso della lontanza da fonti energetiche quali stelle comete buchi neri ecc.Grazie e complimenti per i video e per il canale
Le tue spiegazioni sono le migliori, tono di voce, esposizione 10 !
Mi spieghi però perché se diamo a tutti gli stati energia l’Entropia si abbassa, ok come lo disegni tu ha senso, cioè i “quadratini” tornano tutti uguali, quindi torna l’ordine... ma ipotizzando un sistema con temperature max infinite, non arriverebbero mai ad essere tutti i quadratini uguali, quindi l’Entropia sarebbe massima
Capito cosa intendo 😂?
infatti bisogna usare dei sistemi molto particolari in cui le energie disponibili per ogni "quadratino" (cioè per ogni particella) sono limitate, nella stragrande maggioranza dei casi non ci sono limiti.
ps: grazie mille!
Random Physics ho visto anche l’altro video sulle temperature massime, se _planck fosse veramente un limite di lunghezza d’onda allora questo discorso avrebbe senso. Grazie 🙏🏻 ancora ti auguro tutto il successo che meriti
Random Physics Non riesco a mandartelo in privato, te lo mando qui tanto è solo un dubbio, se lo scorrere del tempo è correlato alla velocità, nell’universo ogni oggetto ha velocità relativa diversa rispetto al centro della sua galassia, conosci l’effetto coriolis, un oggetto che viaggia in un orbita esterna è più veloce di oggetto che viaggia in un orbita interna... se tutti questi oggetti sono soggetti allo scorrere del tempo diversamente, perché gli astrofisici osservano l’universo come fosse influenzato dallo stesso UNICO scorrere del tempo ?
Scusate il commento OT, il mio gatto è stato in fissa davanti al televisore per tutta la durata del video, che personalmente ho fatto fatica a seguire per mancanza di basi adeguate, ed ha abbassato lo sguardo solo al termine senza mai distrarsi. Non credo nella reincarnazione ma potrei iniziare ad avere dei dubbi :-) Purtroppo, o per fortuna, non si possono mettere foto nei commenti.
Si chiama Clausius o Kelvin?
Grazie per la spiegazione 😀
Ciao random, volevo chiederti se si può generare un'onda sonora talmente forte da non essere più tale e se c'è un limite massimo o minimo (come per la temperatura)
Tiziano Di Francesco c’è un video di adrian fartade che spiega questo fenomeno
@@iacopoagostini829 ok, grazie mille
Ma, nella fisica classica, la funzione entropia non deve essere monotona crescente rispetto all'energia? Almeno di solito la si impone come postulato proprio per evitare di incorrere in situazioni "scomode"
Forse è meglio vedere una entropia locale in questo caso, un flusso di entropia… localmente l'entropia diminuisce, vedi tutti i sistemi biologici per esempio
Devo ammettere che a livello sperimentale non riesco ad immaginare lo e nemmeno a capirlo, puoi fare un video dove lo spieghi bene? Grazie 💪🏼
Chi ci assicura che in una trasformazione del genere il volume rimanga costante? Cioè so che quando parliamo di particelle il concetto stesso di volume inizia ad avere un significato un po' ambiguo dato che le particelle sono descritte dalla funzione d'onda. Quindi mi chiedo come si supera formalmente questo problema? Perché potrei immaginarmi che dando energia al sistema, i miei stati aumentano in volume e quindi la temperatura resti "finita" in qualche modo
sono ovviamente a v costante, prendi tipo 1000 atomi e li metti in una bottiglia, è il volume della bottiglia che ti interessa dove hai solo i tuoi 1000 atomi
L'ho rivisto più volte ed ero sempre in disaccordo con quello che stavi dicendo (se riesci rispondi grazie ahah) finché non ho capito che ero io a sbagliare, cioè ad interpretare la temperatura che tu descrivi come la temperatura vista a livello macroscopico... Giusto o mi sto ancora sbagliando?
Bel video!!
Maaaa appunto, la termo dinamica non dice anche che man man che raffreddi un sistema termodinamico la sua entropia è sempre più minore? Non è una contraddizione?
Ciao, ti ringrazio per il tuo video molto ben fatto! Mi chiedevo, sperimentalmente come si raggiunge una temperatura negativa se per farlo è necessario passare da una temperatura infinita? E altro dubbio (forse esagerato) ma quella derivata che hai messo come parziale non dovrebbe essere esatta dato che ti metti a volume costante? Grazie ancora per il tuo lavoro!
Lince Lince quella derivata è parziale poiché l'entropia non é funzione solo dell'energia interna, ma anche del volume e del numero di particelle.
In questo caso era importante mettere in relazione l'entropia e l'energia interna.
Dalla relazione scritta all'inizio si possono infatti ricavare altre relazioni che legano energia interna e volume oppure energia interna e numero di particelle, che permettono di trovare quantità come pressione e potenziale chimico.
Ciao Alessandro, grazie per la risposta, è vero quello che dici ma in questo caso stavamo ragionando a volume costante (quindi anche a numero di particelle costante) quindi in questa ottica non dovremmo formalmente usare una derivata esatta. Concordo invece che in caso generale la derivata invece debba essere parziale :)
Lince Lince Ciao, credo che il tuo dubbio sia più matematico che fisico in ogni caso provo a darti una risposta.
Quello che dici è esatto stiamo lavorando a volume fissato e numero di particelle fissato, se ci pensi in questa maniera stai applicando la definizione di derivata parziale.
Se per esempio hai una certa funzione z=f(x,y) la derivata rispetto ad x di z sarà calcolata,usando le normali regole di derivazione tenendo y costante, allo stesso modo la derivata rispetto ad y sarà calcolata alla stessa maniera ma tenendo x fissato.
Nella funzione del video invece abbiamo una E=f(S,V) quindi se vuoi calcolare gli incrementi rispetto alle variabile S e V bisogna variarne una e tenere l'altra fissata.
Spero di aver risposto al tuo quesito, mi scuso se sono stato un po' prolisso e soprattutto spero di essere stato chiaro.
Ciao e ancora grazie per la risposta (non sei prolisso figurati), credo che l’inghippo sia proprio dove sei andato a parare, se ci mettiamo a volume fissato la nostra E(S,V) diventa una E(S) in quanto V non può più essere definita come variabile in quanto costante. Essendo V una costante non puoi calcolare una derivata rispetto ad essa ( perchè appunto non varia). Comunque, si, il mio dubbio è matematico ma devo dire che ho sempre apprezzato il formalismo matematico anche nella fisica, ovviamente poi in soldoni sempre una derivata andiamo a fare xD. Il mio dubbio sulla fisica era invece riguardo al concetto di temperatura “infinita” la quale penso ovviamente è impossibile da ottenere in laboratorio ma immagino che in campo quantistico sia qualcosa di diverso da quello che posso ritenere io in senso classico
Non mi è chiara la conclusione: la temperatura assoluta negativa dovrebbe presentarsi quando l' entropia torna ad essere minima, ossia quando l' energia fornita non provoca più alcuna variazione della stessa, giusto? Perché dal video sembrava che il valore di temperatura negativo fosse raggiunto in corrispondenza del massimo di entropia, quando, matematicamente, in quel punto la temperatura tende a +infinito (e quindi ad una temperatura positiva).
Spero di aver spiegato bene il mio dubbio...
la temperatura è negativa quando aumentando l'energia l'entropia diminuisce, quindi nel ramo destra della curva, dopo il massimo.
@@RandomPhysics capito, ottimo video 👍
@@RandomPhysics ehm.. continuo a non capire perché la temperatura diventa negativa; a me sembra che diminuisce, ma sempre nei valori positivi.. a meno che non sia l'entropia ad assumere valori negativi e quindi anche T?
Secondo me uno degli argomenti più interessanti
Il volume nell'espressione della variazione dell'entropia é costante, come scritto. Mi sembra che sia necessario stabilire anche una equazione di stato per il sistema e come varia l'entropia in funzione del volume, per poter stabilire come varia la temperatura. 👍
L'associazione Entropia-Disordine è una scorciatoia per spiegare intuitivamente il comportamento di sistemi macroscopici. Associare questo modello al comportamento di sistemi limite come quelli descritti è una forzatura che porta (come ovvio per una forzatura) a risultati paradossali.
L'entropia non diminuisce mai, fornendo energia a un sistema; di conseguenza, le temperature negative non esistono, come non esistono quelle infinite.
La fisica è piena di paradossi come questi, quando si forzano i modelli oltre i loro ambiti di validità. Sono pure speculazioni che possono purtroppo trarre in inganno se osservati superficialmente. Quando un "giochetto", come quello dei sei quadretti che si muovono su e giù, sembra dare un risultato che contraddice dei principi fondamentali (anche se solo in casi "speciali"), non è il principio a cadere, ma il "giochetto".
in realtà il "giochetto" si può tradurre in modo rigoroso a sistemi di spin a due livelli e le cose tornano, inoltre le temperature negative sono state ottenute anche sperimentalmente. Quindi in base a cosa scrivi che si tratta di forzature?
@@RandomPhysics La temperatura è una variabile di stato che ha significato solo a livello macroscopico. Tentare di associarla ad sistemi "limite", porta a risultati privi di senso, proprio come quelli di cui stiamo discutendo.
Un esempio classico è quello di chiedersi quale sia la temperatura di un atomo (o anche di un miliardo di atomi): non è che un miliardo di atomi non rappresentino un oggetto fisico, ma non ha senso chiedersi quale sia la temperatura di un tale sistema.
Tu affermi (come riportato da alcuni studi molto controversi) che è stata raggiunta una temperatura negativa, ma... con quale termometro è stata misurata? Nessuno.
In realtà, non è stata raggiunta alcuna temperatura negativa, ma la stessa è stata estrapolata da un'equazione differenziale (quella da te illustrata) applicata a un cambiamento di stato per il quale la stessa non è più valida.
In qualsiasi studio scientifico, prima ancora di applicare equazioni e fare calcoli, è indispensabile tracciare in modo chiaro i confini di validità dei concetti e delle equazioni applicate, ed è qui che crolla il castello di carte.
secondo me sbagli approccio, e lo dico con tutto il rispetto. Quello di cui parlo nel video è assolutamente noto e assodato, lo si trova ad esempio addirittura nel libro "fisica statistica" di Landau, scritto negli anni '60.
È ovvio che quando andiamo a studiare sistemi particolari, che si ottengono solo in condizioni particolari, non possiamo parlare di temperatura così come ne parliamo quando ci misuriamo la febbre. Ma è proprio questa una delle caratteristiche della fisica, cioè quella di estendere le nozioni quando si entra in nuovi ambiti. Anche la nozione di prodotto tra numeri interi è nata come estensione del concetto di somma (2*3 significa che sommo 2 a sé stesso 3 volte), ma oggi possiamo parlare anche di prodotto tra numeri irrazionali. Cosa significa sommare un numero a sé stesso un numero irrazionale di volte? Le definizioni si estendono quando incontriamo nuovi ambiti, altrimenti non si potrebbe parlare di nulla che vada oltre alla fisica classica.
@@RandomPhysics Mi fa piacere discutere di questo argomento, però ti chiedo di non allargare la discussione, altrimenti si aumenta il rumore di fondo e si finisce a discutere di scie chimiche. La moltiplicazione degli irrazionali non c'entra nulla.
Tornando a parlare di fisica, l'estensione dei concetti a nuovi ambiti è una cosa ben diversa dall'allargare l'applicazione di concetti assodati al di fuori dal loro ambito di validità. Se la prima delle due operazioni è concessa, previa la validazione sperimentale dei risultati ottenuti (senza la quale restano solo teorie), nel secondo caso si è sempre avanti a una forzatura che porta inevitabilmente a risultati paradossali (per quanto affascinanti possano apparire agli occhi di qualcuno).
Io per lavoro misuro la temperatura, tu (probabilmente) insegni fisica. Il mio concetto di temperatura non può essere diverso dal tuo, altrimenti la scienza diventerebbe un po' come la politica, dove si può affermare tutto, il contrario di tutto e poi avere torto entrambi. Se Landau afferma che esistono le temperature assolute negative, è in errore, e si può fare questa affermazione anche senza leggere i suoi scritti. Se così non fosse, il concetto di temperatura sarebbe già stato rivisitato (come già successo per altri importanti concetti, più e più volte in passato). Altri testi, non meno autorevoli di quello di Landau (oserei dire... la maggioranza dei testi) afferma l'opposto. Io mi trovo in accordo con questi ultimi.
Se poi si vuole definire una "nova-temperatura", diversa da quella universalmente accettata, valida al di fuori degli ambiti stabiliti per quella universale, unitamente a una "nova-entropia" il cui valore si ottenga dal conteggio degli spin invece che dalle variabili di stato (macroscopiche) di un sistema, allora tutto diventa uno dei tanti esercizi di "stiracchiamento teorico" che nella storia sono riusciti solo a Einstein e pochi altri, ma che (guarda caso) sono poi stati confermati dall'evidenza sperimentale.
Se domani qualcuno arriverà con uno strumento munito di sonda e farà vedere che la temperatura di un sistema prima sale, poi raggiunge l'infinito (sic...) e istantaneamente diventa negativa (doppio sic...), avrà tutto il mio rispetto. Fino a quando tale affermazione si basa sull'applicazione di un'equazione al di fuori del suo ambito di validità, avrà in cambio solo uno o più sospiri di desolazione.
P.S. Lo "strumento munito di sonda" non va interpretato in modo letterale, ma inteso come "evidenza sperimentale". Ad esempio la capacità per un sistema a temperatura negativa di assorbire calore da un oggetto "tradizionale" a temperatura prossima a 0 K. Magari non sono aggiornato, ma mi pare che un tale esperimento non sia mai stato condotto. Pertanto...
il discorso è questo: dalla prima legge della termodinamica si deduce che la temperatura è data dalla derivata dell'energia rispetto all'entropia. Questo vale sicuramente in termodinamica classica. Tuttavia, con l'avvento dei sistemi quantistici, si è cercato di ritrovare la stessa relazione in modo che emergesse da un punto di vista microscopico, in particolare quantistico. Lo si puo fare e le relazioni classiche si ritrovano. In particolare è stata sviluppata la cosiddetta meccanica statistica quantistica, che sperimentalmente parlando ha permesso di farci comprendere un sacco di cose sul comportamento degli elettroni nei metalli, sulle transizioni di fase, sui semiconduttori, sui condensati di bose Einstein, ecc.
Anche all'interno di tale ambito si definisce una temperatura, in modo analogo al caso classico ma ovviamente usando grandezze quantistiche (al posto dell'energia c'è l'operatore Hamiltonian o, ecc.). Facendo ciò si ottiene che per alcuni di questi sistemi quantistici, molto particolari, quella stessa temperatura (cioè la derivata del l'entropia rispetto all'energia) viene negativa. Questo è un fatto, che si può verificare facilmente.
Ora, tu puoi anche sostenere "io non sono d'accordo che quella sia una temperatura" e penso sia quello che stai dicendo. Per me va bene, lo accetto, ma io ho solo esposto come si facciano le cose in quell'ambito, senza inventarmi nulla e soprattutto senza dare opinioni. Semplicemente, se si fa così viene fuori cosà. Preferisci non chiamarla temperatura? Preferisci usare termini completamente diversi visto che il sistema è quantistico? Sei libero di farlo, ma allora ogni volta che prenderai in mano un libro su quell'argomento dovrai faticare il doppio.
Perchè hai scritto T=(dS/dE)^-1 e non semplicemente T=dE/dS?
perché ci interessava capire come varia l'entropia in funzione dell'energia e non viceversa
@@RandomPhysics grazie! Mi sono iscritto al canale: il professor Moriarty con 60 Symbols ha fatto anni fa un video simile a questo ma tu hai elaborato una spiegazione molto più precisa e chiara.
Penso che iscriversi ora al tuo canale sia un po' come aver investito in bitcoin il giorno dopo la loro invenzione: complimenti.
sarebbe interessante un ulteriore approfondimento. da chimico se posso chiedere, saresti interessato a fare dei video sulla termodinamica dei processi irreversibili?
Questo argomento mi fruttò un 30 all'esame di chimica fisica 1 . È una disquisizione che mi ha sempre affascinata moltissimo
Quindi la meccanica quantistica non é in accordo con la termodinamica?
in realtà lo è, perché la termodinamica dice solo che un sistema allo zero assoluto ha la minor entropia possibile.
@Riccardo Quaresimin io non ho mai studiato un terzo principio peró va bene
@Riccardo Quaresimin ok figo mi informeró
Grazie mille
l'imprecisione , secondo me, sta nell'aver considerato l'entropia di un piccolo sistema isolato da tutto il resto. In vero quando si parla di entropia si dovrebbe parlare di tutto l'universo
C'è differenza tra fisica quantistica e meccanica quantistica?
si, certo che ci fa piacere
Sarebbe Gajardissimo un video di calcoli in QSM
Stupefacente. Ma la spiegazione é chiara, anche se difficle da immaginare. Adesso ho capito, quando avevo leggiucchiato un paper sulla temperatura negativa, sul fatto che sperimentalmente era stata raggiunta una temperatura negativa, ero rimasto confuso. Adesso ho capito. Forse ahah...
potessi tornare indietro!!ad oggi !!!
Infinitamente grazie positivo 😍☻🤡
Hai risvegliato in me una grande passione negativa 😘🤣😁
Credo di aver capito perché l universo sembra in espansione
un bel mattoncino , ovviamente a causa dei miei limiti scientifici
M. W. Zemansky
Certo che voglio I calcoli Ahahahah
😵😵😵
Non rispondi ai commenti... 😒