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View Full Version : L'entropia dell'universo cresce.


dupa
21-11-2004, 19:09
Secondo voi la crescita dell'entropia dell'universo è dovuta all'espansione dell'universo?

thotgor
21-11-2004, 20:47
non è esatto: l'universo è un sistema chiuso ... da questo punto di vista esso non vi è perdita di calore visto che non vi possono essere ne scambi di massa ne di energia con l'ambiente. All'interno dell'universo avvengono però processi irreversibili che portano ad un aumento dell'entropia "su scala locale" (calcolando l'universo come ambiente e la Terra -o qualsiasi altra cosa- come il sistema in studio).
E vero che però l'universo di fatto si "raffredda" : possiamo infatti considerarlo come un "gas" che si espande adiabaticamente (ovvero senza scambio di calore con l'esterno). L'energia interna dell'universo dipende perciò solo dalla sua T.

:)

LittleLux
22-11-2004, 22:42
Bè, più che altro secondo le leggi della termodinamica, confermate, a livello cosmologico, da decenni di osservazioni.

dupa
23-11-2004, 00:43
Non avete capito la mia domanda.

Io sto chiedendo se esiste una relazione tra l'espansione dell'universo e la crescita dell'entropia dell'universo.

Per quel che so l'espansione libera di un gas è un processo irreversibile con variazione di entropia crescente.

quindi mi domando se il giorno l'universo dovesse iniziare a contarsi le leggi attuali della termodinamica potrebbero venire meno.

dupa
23-11-2004, 00:44
Originariamente inviato da thotgor
E vero che però l'universo di fatto si "raffredda" : possiamo infatti considerarlo come un "gas" che si espande adiabaticamente (ovvero senza scambio di calore con l'esterno). L'energia interna dell'universo dipende perciò solo dalla sua T.
:)

Un gas che effettua un'espanzione libera non si raffredda.

jumpermax
23-11-2004, 02:16
Originariamente inviato da dupa
Non avete capito la mia domanda.

Io sto chiedendo se esiste una relazione tra l'espansione dell'universo e la crescita dell'entropia dell'universo.

Per quel che so l'espansione libera di un gas è un processo irreversibile con variazione di entropia crescente.

quindi mi domando se il giorno l'universo dovesse iniziare a contarsi le leggi attuali della termodinamica potrebbero venire meno.
Secondo gli ultimi studi sta accelerando l'espansione invece... qualcosa di correlato con la materia oscura...

LittleLux
23-11-2004, 08:43
Originariamente inviato da dupa
Non avete capito la mia domanda.

Io sto chiedendo se esiste una relazione tra l'espansione dell'universo e la crescita dell'entropia dell'universo.

Per quel che so l'espansione libera di un gas è un processo irreversibile con variazione di entropia crescente.

quindi mi domando se il giorno l'universo dovesse iniziare a contarsi le leggi attuali della termodinamica potrebbero venire meno.

Allora, noi sappiamo che all'inizio l'universo era in uno stato caldissimo, ad un certo punto da quello stato caldissimo, in cui materia e radiazione erano in equilibrio tra loro, emerse, si pensa attraverso meccanismi dirottura di simmetria, l'ordine cui ci è dato di osservare. Da allora in poi, il disordine è aumentato all'aumentare delle dimensioni dell'universo, percui le due cose sembrano essere correlate. Questa osservazione viene riassunta dicendo che le freccie termodinamiche e cosmologica, oggi, hanno verso concorde.
Già quella parolina, "oggi", fa pensare che potrebbe non essere sempre così.

Comunque, la tua domanda, in realtà, ne presuppone un'altra, e cioè perchè, ad un certo punto della vita dell'universo, dal disordine è emerso l'ordine. Questo è tutt'ora un punto di forte dibattito.

Tra l'altro, come dice jumper, recenti osservazioni sembrano dimostrare che in reraltà la velocità di espansione dell'universo sia in aumento.

Forse siamo ancora in una fase inflazionaria.:D

thotgor
23-11-2004, 12:15
Originariamente inviato da dupa
Un gas che effettua un'espanzione libera non si raffredda.


certo invece. Non compie lavoro, ma si raffredda. Hai conoscenze di termodinamica? :)
L'entropia dell'universo "cresce" perchè cresce l'entropia per il realizzarsi di processi irreversibili all'interno di esso.

damxxx
23-11-2004, 16:25
prima di tt l'universo nn è un gas in espansione e nn credo sia assimilabile ad esso

poi certamente l'espansione dell'universo contribuisce all'aumento dell'entropia globale,ma nessuno dei due fenomeni (l'espansione e l'entropia) sn uno la causa dell'altro,nn è l'entropia ke causa l'espansione dell'universo, così cm nn è l'espansione dell'universo la causa dell'entropia ma è solo uno dei tanti fattori ke contribuiscono al suo aumento.

bisogna tener presente ke l'entropia è l'unica legge delle termodinamica ke si basa esclusivamente su dati statistici e probabilistici e su osservazioni dete dall'esperienza, infatti nn c'è nulla ke vieterebbe l'aumento dell'ordine in un sistema, faccio un esempio pratico: se prendo un recipiente lo divido in due parti uguali cn un divisorio, la parte destra la riempio di gas e la parte sinistra la lascio vuota, ci troviamo in una situazione di bassa entropia(molto ordine) se tolgo il divisorio il gas si espande, a causa dei movimenti delle molecole ed esse si disperdono in maniera disordinata sia nella parte destra ke nella parte sinistra del recipiente facendo aumentare l'entropia(molto disodine)ma nulla vieta ke in un dato tempo e per x un dato istante tt le molecole possano venire a trovarsi tt nella parte destra o tt nella parte sinistra del recipiete, x quanto possa essere difficile ciò teoricamente è possibile, ma questo nn avviene x il semplice fatto ke le cofigurazioni in cui il gas è disposto in maniera disordinata nel recipiente sn infinitamente maggiori delle possibili configurazioni in cui il gas è tt da una parte del recipiente.Questo spiega xkè l'entropia è sempre crescente, cioè xkè c sn molte più configurazioni "disordinate" rispetto alle configurazioni "ordinate" ed è quindi + facile ke sia il disordine a crescere.

riguardo invece la tua domanda riguardo il mantenimento delle leggi della termodinamica se l'universo cominciasse a cotrarsi posso dirt ke secondo gli scienziati, non c'è "simmetria in base a T" cioè invertendo la freccia del tempo (operazione ke viene indicata cn T) si ottiene un comportamento diverso da parte delle particelle, la simmetria c'è solo se si combinano P e T cioè l'inversione della freccia del tempo + considerando l'immagine speculare della particella (operazione ke viene indicata cn P) questo significa ke nn è sufficiente invertire la freccia del tempo x vedere una tazza rotta in mille pezzi ricmporsi e saltare magicamente sul tavolo dal quale era caduta

t dirò di +,fino a poco tempo fa gli scienziati credevano ke esisteva una così detta simmetria CPT cioè invertendo la carica d una particella(operazione ke viene indicata cn C) ke kiamaimo A, prendendo la sua immagine speculare e invertendo la sua freccia temporale questa nuova particella B, si comporterebbe come se fosse A, ma in realtà si è scoperto ke ci sn delle piccolissime differenze ke rendono in due sistemi diversi l'uno dall'altro.


x LittleLux
La freccia della termodinamica e quella temporale (crerdo ke cn "cosmologia" intendi questa) nn possono ke essere concordanti, alcuni scienziati hanno dimostrato ke queste due freccie(così come la freccia del tempo psicologico) devono puntare tt nella stessa direzione

thotgor
23-11-2004, 18:24
Originariamente inviato da damxxx
prima di tt l'universo nn è un gas in espansione e nn credo sia assimilabile ad esso




il mio prof all'università l'ha assimilato ad un gas in espansione. E a me sembra ragionevole.


poi certamente l'espansione dell'universo contribuisce all'aumento dell'entropia globale,ma nessuno dei due fenomeni (l'espansione e l'entropia) sn uno la causa dell'altro,nn è l'entropia ke causa l'espansione dell'universo, così cm nn è l'espansione dell'universo la causa dell'entropia ma è solo uno dei tanti fattori ke contribuiscono al suo aumento.

non ho mai detto il contrario.

D'accordo per tutto il resto.

damxxx
23-11-2004, 18:42
Originariamente inviato da thotgor
il mio prof all'università l'ha assimilato ad un gas in espansione. E a me sembra ragionevole.

Beh si ma credo ke l'universo nn è proprio un gas in espansone e ke le regole ke regolano l'espansione sn diverse da quelle del gas


non ho mai detto il contrario.

figurati nn l'avevo cn te,
ma dupa all'inizio del thread fa una domanda precisa ke recita:"Secondo voi la crescita dell'entropia dell'universo è dovuta all'espansione dell'universo?"

semplicemente ho risposto a questa domanda

thotgor
23-11-2004, 18:48
Originariamente inviato da damxxx
Beh si ma credo ke l'universo nn è proprio un gas in espansone e ke le regole ke regolano l'espansione sn diverse da quelle del gas



figurati nn l'avevo cn te,
ma dupa all'inizio del thread fa una domanda precisa ke recita:"Secondo voi la crescita dell'entropia dell'universo è dovuta all'espansione dell'universo?"

semplicemente ho risposto a questa domanda


sisi, intendo a grandi linea :)

:mano:

dupa
23-11-2004, 20:59
Originariamente inviato da thotgor
certo invece. Non compie lavoro, ma si raffredda. Hai conoscenze di termodinamica? :)

Uhm.

Io per raffreddarsi intendo che la sua temperatura diminuisce.

In sostanza se un gas compie un espansione libera, la sua temperatura resta costante.
Aumenta il suo volume, diminuisce la sua pressione ma la temperatura resta costante.
In quanto è una trasformazione adiabatica e non c'è lavoro, dunque l'energia interna del gas resta costante e vista la relazione esistente tra energia interna e temperatura, si ha che la temperatura di un gas che effettua un'espansione libera resta costante.

dupa
23-11-2004, 21:20
Originariamente inviato da damxxx

poi certamente l'espansione dell'universo contribuisce all'aumento dell'entropia globale,ma nessuno dei due fenomeni (l'espansione e l'entropia) sn uno la causa dell'altro,nn è l'entropia ke causa l'espansione dell'universo, così cm nn è l'espansione dell'universo la causa dell'entropia ma è solo uno dei tanti fattori ke contribuiscono al suo aumento.


Ok.
Una considerazione che mi aveva fatto arrivare a questa domanda è che le considerazioni sull'aumento di entropia dell'universo non tengono conto delle forze gravitazionali.

Se prendiamo 5 kg di elio e li mettiamo nello spazio questi effettueranno un'espansione libera, e si porteranno in uno stato di maggiore disordine: entropia crescente.

Se prendiamo 5*10^100 kg di elio e li mettiamo nello spazio questi si "andranno a contrarre" costituendo un corpo sferico sotto l'effetto della forza gravitazione probabilmente costituito da un nucleo solido, un mantello liquido e un'atmosfera gassosa, e probabilmente il volume del corpo risultante al termine della contrazione sarà minore di quello occupato dall'elio messo inizialmente nello spazio. In sostanza il sistema costituito dagli N atomi di elio si porterà in uno stato di maggior ordine: entropia decrescente.

LittleLux
23-11-2004, 22:14
Originariamente inviato da dupa
Ok.
Una considerazione che mi aveva fatto arrivare a questa domanda è che le considerazioni sull'aumento di entropia dell'universo non tengono conto delle forze gravitazionali.

Se prendiamo 5 kg di elio e li mettiamo nello spazio questi effettueranno un'espansione libera, e si porteranno in uno stato di maggiore disordine: entropia crescente.

Se prendiamo 5*10^100 kg di elio e li mettiamo nello spazio questi si "andranno a contrarre" costituendo un corpo sferico sotto l'effetto della forza gravitazione probabilmente costituito da un nucleo solido, un mantello liquido e un'atmosfera gassosa, e probabilmente il volume del corpo risultante al termine della contrazione sarà minore di quello occupato dall'elio messo inizialmente nello spazio. In sostanza il sistema costituito dagli N atomi di elio si porterà in uno stato di maggior ordine: entropia decrescente.

Stai portando un po' troppo in la l'analogia entropia=disordine. Forse sarebbe meglio dire che una maggiore quantità di entropia equivale ad una minore quantita disponibile di energia utile per compiere lavoro. Nel secondo sistema che hai descritto, in realtà l'entropia è aumentata, perchè il sistema, come ogni altro sistema tende a fare, ha raggiunto la configurazione di massima stabilità, ossia quella a minor contenuto energetico possibile. Ma per fare questo il sistema ha dovuto spendere energia, che ha contribuito all'aumento del "disordine" del sistema. Alla fine, la quantità di energia disponibile per compiere del lavoro sarà inferiore rispetto allo stato iniziale.

damxxx
24-11-2004, 09:35
esattamente,
dice bene LittleLux

è vero ke l'ordine nell'ipotetica nube d elio è aumentato ma questo ha rikiesto appunto ke fosse spesa dell'energia,

anke quando si congela dell'acqua si diminuisce la sua entropia, ma x fare ciò bisogna raffreddarla e x raffreddarla c'è disogno di energia ke viene sottoratta da qualke altra parte(ad esempio dalle centrali termoelettrike ke trasformano l'acqua in vapore ke poi viene usato x fa girare delle turbine) e questo porta ad un aumento dell'entropia dell'universo.

Se l'energia si creasse del nulla allora l'entropia totale potrebbe anke aumentare, ma l'energia nn si crea ne si distrugge ma si trasforma e questo implica ke, se da un lato aumentiamo l'energia di un corpo A (diminuendone l'entropia) dall'altro sottraiamo energia a qualke altro corpo B (aumentandone l'entropia) e l'energia ke sottraiamo a B è sempre maggiore di quella ke aggiungiamo al corpo A. (se nn fosse così avremmo trovato finalmente il modo x creare il moto perpetuo)

Quindi quello ke bisonga tener presente è ke bisogna considerare sempre l'entropia TOTALE dell'universo ke è sempre in aumento e nn quella dei singoli sistemi ke può aumentare o diminuire

thotgor
24-11-2004, 14:00
Originariamente inviato da dupa
Uhm.

Io per raffreddarsi intendo che la sua temperatura diminuisce.

In sostanza se un gas compie un espansione libera, la sua temperatura resta costante.
Aumenta il suo volume, diminuisce la sua pressione ma la temperatura resta costante.
In quanto è una trasformazione adiabatica e non c'è lavoro, dunque l'energia interna del gas resta costante e vista la relazione esistente tra energia interna e temperatura, si ha che la temperatura di un gas che effettua un'espansione libera resta costante.


Ok, ma stiamo parlando di gas reali, dunque la temperatura VARIA effettivamente :)
Il tuo discorso vale per gli ideali.

dupa
24-11-2004, 22:01
Originariamente inviato da thotgor
Ok, ma stiamo parlando di gas reali, dunque la temperatura VARIA effettivamente :)
Il tuo discorso vale per gli ideali.

più rarefatto (e dunque più ideale) dello spazio credo che ci sia ben poco :)

LittleLux
24-11-2004, 23:01
Originariamente inviato da dupa
più rarefatto (e dunque più ideale) dello spazio credo che ci sia ben poco :)

L'attuale temperatura dell'universo si aggira intorno ai 2.7 Kelvin, temperatura rilevata del fondo di microonde che pervade tutto il cosmo. Come vedi, quindi, l'universo si sta raffreddando, e questo raffreddamento dipende proprio dall'aumento del suo volume.

songoge
24-11-2004, 23:11
[OT]quando l'anno scorso ho studiato questo mi è venuta in mente questa situazione.
Mamma dice al figlio: Ordina la stanza perchè è disordinata
Il figlio risponde: mamma non posso perchè altrimenti l'entropia aumenta.[OT] :sofico:

Ritornando al discorso.
Vi chiedo questo. Fino a quando l'entropia può aumentare?

LittleLux
24-11-2004, 23:35
Originariamente inviato da songoge
[OT]quando l'anno scorso ho studiato questo mi è venuta in mente questa situazione.
Mamma dice al figlio: Ordina la stanza perchè è disordinata
Il figlio risponde: mamma non posso perchè altrimenti l'entropia aumenta.[OT] :sofico:

Ritornando al discorso.
Vi chiedo questo. Fino a quando l'entropia può aumentare?

Sino al raggiungimento dell'equilibrio termodinamico, ossia quando il valore energetico sarà uguale in ogni punto del sistema. Hai presente due vasi comunicanti? Ecco, quando il livello dell'acqua si equivale nei due contenitori, allora il sistema ha raggiunto la massima entropia.

songoge
24-11-2004, 23:41
Bene proprio a questo volevo arrivare.
A quel punto non ci sarà più energia per fare lavoro.
Cosa potrà succedere dopo?
Secondo me.
1)Tutto resta così e rimarremo come in una fotografia
2)Ci sarà un nuovo big bang (molto più affascinante del primo, e cmq nn ditemi che la massa dovrebbe essere tutta in un punto perchè ci sono molti dubbi su come si sia svolto questo big bang e sulle sue cause. Per me questa potrebbe essere una. Una sorta di riciclo dell'universo)

Che ne dite? Vi piace?

LittleLux
25-11-2004, 00:06
Originariamente inviato da songoge
Bene proprio a questo volevo arrivare.
A quel punto non ci sarà più energia per fare lavoro.
Cosa potrà succedere dopo?
Secondo me.
1)Tutto resta così e rimarremo come in una fotografia
2)Ci sarà un nuovo big bang (molto più affascinante del primo, e cmq nn ditemi che la massa dovrebbe essere tutta in un punto perchè ci sono molti dubbi su come si sia svolto questo big bang e sulle sue cause. Per me questa potrebbe essere una. Una sorta di riciclo dell'universo)

Che ne dite? Vi piace?

Moltosemplice.Il quantitativo di energia totale rimarrà sempre quello, solo che non sarà più in nessun modo utilizzabile per compiere lavoro. Se l'universo continuerà ad espandersi indefinitamente, la temperatura si avvicinerà man mano allo zero assoluto, e lo spazio tra gli atomi del gas aumenterà sempre più.

Se l'universo si contrarrà, probabilmente inizierà a farlo quando ancora esisteranno stelle e galassie, anche se per allora saranno a distanze enormi tra loro. In questo caso noi continueremo ad avere squilibri termodinamici, quindi energia in forme utilizzabili, anche ne lla fase di contrazione. Ovviamente, arrivati ad un certo punto, tutta la materia dell'universo si troverà concentrata in quella che viene chiamata singolarità dello spazio-tempo, dove densità e temperatura saranno infinite, mentre le dimensioni fisiche dell'universo si saranno ridotte ad un punto di dimensioni zero. Salvo effetti quantistici ancora tutti da esplorare.:D

Ciao

ominiverdi
25-11-2004, 01:27
Originariamente inviato da dupa
Secondo voi la crescita dell'entropia dell'universo è dovuta all'espansione dell'universo?

... e' "assolutamente certo" e dimostrabile che l'entropia sta crescendo, e che il processo sia "irreversibile"?

Gordon
25-11-2004, 02:11
ho sentito parlare del legame materia oscura che non riesce a tenere insieme tutto :sofico:

almeno secndo gli ultimi studi potrebbe essere cosi'

dovremmo pensare che con l'espasione potrebbe verificarsi una esplosione (o implosione) fredda data dal continuo allontanamento della materia cosmica?
la teoria del big bong ciclico?

byz

damxxx
25-11-2004, 13:17
Originariamente inviato da dupa
più rarefatto (e dunque più ideale) dello spazio credo che ci sia ben poco :)

1)l'universo NON E' UN GAS

2) l'espansione dell'universo è molto + diversa e complessa dell'espansione d un gas, in un gas infatti l'espansione è dovuta dall'allontanamento delle molecole l'una dalle altre, nell'universo, invece, l'espansione nn è data semplicemente dall'allontanamento d stelle e galassie le une dalle altre ma dell'espansione della stessa struttura spazio-temporale, sarebbe + calzante l'esempio del palloncino secondo il quale se prendiamo un palloncino di gomma sgonfio e c disegnamo dei puntini sopra, quando lo gonfiamo questi puntini si allontaneranno gli uni dagli altri ma nn xkè hanno un moto proprio, ma xkè è la stessa struttura su cui giacciono ke si esapande, allo stesso modo si espande l'universo in cui è tutto il tessuto spazio-temporale ke si espande e trascina cn se tt cio ke vi giace dentro solo ke l'universo si espande nelle tre dimensioni e nn limitatamente alle due della superficie del palloncino

dupa
25-11-2004, 13:18
Originariamente inviato da LittleLux
L'attuale temperatura dell'universo si aggira intorno ai 2.7 Kelvin, temperatura rilevata del fondo di microonde che pervade tutto il cosmo. Come vedi, quindi, l'universo si sta raffreddando, e questo raffreddamento dipende proprio dall'aumento del suo volume.


Ma l'aumento del volume NON fa perdere energia se dall'altra parte non viene esercita alcuna pressione!!!!

L'aumento di volume fa perdere energia se sulla superficie di contorno esiste una pressione da contrastare.

Un gas ideale che si espande liberamente NON si raffredda
Un gas ideale che si espande producendo lavoro si raffredda.

Riguardo i gas reali, non saprei visto che nn ho studiato queste formule relative ai gas reali, se ho tempo riprendo in mano il libro di fisica tecnica e vi faccio sapere.

damxxx
25-11-2004, 13:50
Originariamente inviato da songoge
Bene proprio a questo volevo arrivare.
A quel punto non ci sarà più energia per fare lavoro.
Cosa potrà succedere dopo?
Secondo me.
1)Tutto resta così e rimarremo come in una fotografia
2)Ci sarà un nuovo big bang (molto più affascinante del primo, e cmq nn ditemi che la massa dovrebbe essere tutta in un punto perchè ci sono molti dubbi su come si sia svolto questo big bang e sulle sue cause. Per me questa potrebbe essere una. Una sorta di riciclo dell'universo)


Secondo gli scienziati c sn tre possibilità di fine dell'universo:

1)l'universo si espanderà all'infinito
2)l'universo si espanderà fino a fermarsi quasi, come in una specie di slowmotion estremamente lento
3)l'universo si contrarrà in un Big Crunch formando una singolarità ke è un punto dell'universo ke ha densità infinita, x poi riesplodere in un nuovo Big Bang

Tu dici ke, secondo te c sarà un nuovo Big Bang ma ke nn c sarà un Big Crunch, orbene se si accetta la teoria del Big Bang si accetta anke ke questo ha origine se e solo se c'è la presenza di una singolarità se infatti c'è una cosa sicura nella teoria del BIg Bang è ke se è vera esso ha avuto origine da una singolarità quindi se ammetti la possibilità di un nuovo Big Bang dovrai x forza di cose ammettere ke dovrà esserci un punto in cui la massa si concentrerà a formare una singolarità.

La discriminante fra le 3 possibilità è la massa, tt dipende da quanta massa c'è nell'universo, se OMEGA (il rapporto fra la massa presente nell'universo e la densità critica, cioè la densità minima necessaria ad avviare una contrazione dell'universo) è maggiore d 1 ci sarà un Big Crunch cioè una contrazione dell'universo ke porterà alla formazione di una singolarità dove sarà concentrata tt la materia e poi un Big Bang in cui c sarà l'espansione dell'universo, se OMEGA è minore di 1 allora l'universo continuerà ad espandersi all'infinito, metre se OMEGA e prorpio 1 l'universo rallenterà progressivamente la sua velocità fino ad avvicinarsi sempre + allo 0 ma senza mai fermarsi del tt e sembrerà quasi 2congelato.
Il probelma è ke il valore di OMEGA nn lo si conosce cn certezzaa xkè nn si sa cn precisione quanta massa c'è realmente nell'univetsoma gli scienziati al momento sn propensi a pensare ke OMEGA sia minore o uguale a uno.

X completezza posso dirti ke c sn delle teorie in cui le singolarità in realtà nn esistono, o meglio, nn esistono nel così detto "tempo immaginario" all'interno del quale l'universo potrebbe essere considerato di dimensioni finite ma senza confini(cm una la superficie di una sfera ma a tre dimensioni) mentre nel tempo reale, nel quale noi viviamo, ci sembra ke l'universo sia aperto e presenti singolarità(questo del tempo immaginario è un concetto abbastanza complesso del quale nn so molto anke se ho letto qualcosa) e in questo tipo d universo nn presuppone un Big Bang x la sua foramzione ma esesterebbe da sempre, e nn necessita d ipotizzare un Big Crunch cm possibile fine ma esisterebbe x sempre.

PS: se divesse esserc davvero un Big Crunch e un nuovo Big Bang nn sarebbe + spettacolare del precedente cm ipotizzi tu, infatti l'universo, nel corso della sua vita, avrebbe xso un po' d energia così il nuovo Big Bang sarebbe un po' + "debole"

LittleLux
25-11-2004, 13:50
Originariamente inviato da dupa
Ma l'aumento del volume NON fa perdere energia se dall'altra parte non viene esercita alcuna pressione!!!!

L'aumento di volume fa perdere energia se sulla superficie di contorno esiste una pressione da contrastare.

Un gas ideale che si espande liberamente NON si raffredda
Un gas ideale che si espande producendo lavoro si raffredda.

Riguardo i gas reali, non saprei visto che nn ho studiato queste formule relative ai gas reali, se ho tempo riprendo in mano il libro di fisica tecnica e vi faccio sapere.

Il fenomeno è correlato al fatto che il fondo di cui si parlava in realtà è composto di fotoni. Ad ogni fotone è associata una certa energia, cui corrisponde una determinata frequenza e lunghezza d'onda. All'espandersi dell'universo corrisponde una perdita di enrgia di questi fotoni, dovuta all'effetto doppler, che fa si che la lunghezza d'onda associata ai fotoni aumenti (spostamento verso la parte rossa dello spettro). L'effetto doppler è causato proprio dalla velocità di espansione del cosmo, che sottrae energia ai fotoni, e a qualsiasi altro tipo di radiazione. Quando si parla di temperatura del cosmo ci si riferisce proprio al livello energetico di questo fondo di fotoni che permea l'universo. Come vedi l'analogia con un gas regge sino adun certo punto.

Ciao

damxxx
25-11-2004, 14:23
Originariamente inviato da ominiverdi
... e' "assolutamente certo" e dimostrabile che l'entropia sta crescendo, e che il processo sia "irreversibile"?


Si, è assolutamente certo ke l'entropia è in aumento e sicuramente è anke irreversibile x le stesse ragioni x le quali è in aumento,

Il fatto è ke misurare l'entropoa è molto difficile, do una certa spiegazione di cosa sia in un post precedente (nn sn considerazioni mie ma riporto ciò ke ho letto su libri d eminenti scienziati) vorrei evitare di riscriverala inutilmente x cui t invito a leggert il mio post nella pagina precedente

posso sintetizzarti il tutto dicendoti ke l'entropia nn si basa su fondamenti matematici e teorici cm le altre leggi della termodinamica ma si basa su statistica, probabilità, esperienza e osservazione.
L'entropia TOTALE del'universo è in aumento mentre LOCALMENTE può anke essere in diminuzione
la certezza e "l'irreversibilità" della dell'aumento dell'entropia è dovuta al fatto ke c sn molte + le configurazioni in cui l'entropia aumenta ke le configurazioni in cui essa diminuisce, +semplicemente è più probabile ke essa aumenti + tosto ke diminuisca

thotgor
25-11-2004, 14:47
Originariamente inviato da dupa
Ma l'aumento del volume NON fa perdere energia se dall'altra parte non viene esercita alcuna pressione!!!!

L'aumento di volume fa perdere energia se sulla superficie di contorno esiste una pressione da contrastare.

Un gas ideale che si espande liberamente NON si raffredda
Un gas ideale che si espande producendo lavoro si raffredda.

Riguardo i gas reali, non saprei visto che nn ho studiato queste formule relative ai gas reali, se ho tempo riprendo in mano il libro di fisica tecnica e vi faccio sapere.


si ma rimane il fatto che all'interno dell'universo avvengono processi irreversibili... a cosa portano questi processi ireversibili? Ad un aumento dell'entropia, del disordine, di calore "perso" che non potrà mai essere utilizzato (vedi secondo principio della termodinamica!) : e dunque? Quel calore è perso, puff, energia che se ne va! (nel senso che non possiamo utilizzarla).

ominiverdi
25-11-2004, 15:26
Originariamente inviato da damxxx
Si, è assolutamente certo ke l'entropia è in aumento e sicuramente è anke irreversibile x le stesse ragioni x le quali è in aumento,

Il fatto è ke misurare l'entropoa è molto difficile, do una certa spiegazione di cosa sia in un post precedente (nn sn considerazioni mie ma riporto ciò ke ho letto su libri d eminenti scienziati) vorrei evitare di riscriverala inutilmente x cui t invito a leggert il mio post nella pagina precedente

posso sintetizzarti il tutto dicendoti ke l'entropia nn si basa su fondamenti matematici e teorici cm le altre leggi della termodinamica ma si basa su statistica, probabilità, esperienza e osservazione.
L'entropia TOTALE del'universo è in aumento mentre LOCALMENTE può anke essere in diminuzione
la certezza e "l'irreversibilità" della dell'aumento dell'entropia è dovuta al fatto ke c sn molte + le configurazioni in cui l'entropia aumenta ke le configurazioni in cui essa diminuisce, +semplicemente è più probabile ke essa aumenti + tosto ke diminuisca

ok thnx :)

LASCO
05-12-2004, 20:29
Originariamente inviato da damxxx
bisogna tener presente ke l'entropia è l'unica legge delle termodinamica ke si basa esclusivamente su dati statistici e probabilistici e su osservazioni dete dall'esperienza Questo è vero per l'entropia di Boltzmann, ma non per l'entropia di Clausius.


infatti nn c'è nulla ke vieterebbe l'aumento dell'ordine in un sistema, faccio un esempio pratico: se prendo un recipiente lo divido in due parti uguali cn un divisorio, la parte destra la riempio di gas e la parte sinistra la lascio vuota, ci troviamo in una situazione di bassa entropia(molto ordine) se tolgo il divisorio il gas si espande, a causa dei movimenti delle molecole ed esse si disperdono in maniera disordinata sia nella parte destra ke nella parte sinistra del recipiente facendo aumentare l'entropia(molto disodine)ma nulla vieta ke in un dato tempo e per x un dato istante tt le molecole possano venire a trovarsi tt nella parte destra o tt nella parte sinistra del recipiete, x quanto possa essere difficile ciò teoricamente è possibile, ma questo nn avviene x il semplice fatto ke le cofigurazioni in cui il gas è disposto in maniera disordinata nel recipiente sn infinitamente maggiori delle possibili configurazioni in cui il gas è tt da una parte del recipiente.Questo spiega xkè l'entropia è sempre crescente, cioè xkè c sn molte più configurazioni "disordinate" rispetto alle configurazioni "ordinate" ed è quindi + facile ke sia il disordine a crescere. Giusto, teorema del ritorno di Poincaré che può essere ottenuto sulla base della media di ensemble di Gibbs, ovvero sulla base di una formulazione probabilstica della meccanica statistica. In realtà la possibilità dell'aumento di entropia la si può vedere anche dalle fluttuazioni delle grandezze termodinamiche sfruttando la formula della probabilità di queste fluttuazioni a partire dall'entropia di Boltzmann. Oppure si può dedurre direttamente dal teorema H di Boltzmann.

Qui bisogna fare attenzione al fatto che l'universo può essere considerato come un sistema termodinamico al di fuori dell'equilibrio e l'entropia di Boltzmann coincide con quella di Clausius solo all'equilibrio.
Nella termodinamica al di fuori dell'equilibrio ancora non ci si mette d'accordo sul significato di entropia, addirittura potrebbe essere una grandezza non estensiva. All'entropia di equilibrio potrebbe corrispondere il calore fuori dall'equilibrio. La descrizione di metodi formali per affrontare lo studio di sistemi termodinamici al di fuori dell'equilibrio sfruttando quelli conosciuti per la termodinamica all'equilibrio è essenzialmente iniziata negli anni 90 e tutt'ora si studiano nuovi metodi.

Per quanto riguarda il discorso cosmologico, che poi è quello che interessa qui, non saprei :ops2:

gtr84
06-12-2004, 14:15
Originariamente inviato da dupa
Secondo voi la crescita dell'entropia dell'universo è dovuta all'espansione dell'universo?

come ho detto in un altro thread, l'entropia è una grandezza che non può descrivere sistemi "grandi".
funzia solo con sistemi microscopici.

LASCO
06-12-2004, 14:43
Originariamente inviato da gtr84
come ho detto in un altro thread, l'entropia è una grandezza che non può descrivere sistemi "grandi".
funzia solo con sistemi microscopici. A cosa ti riferisci? All'equilibrio le grandezze termodinamiche, variabili e funzioni di stato, sono ben definite, ovvero hanno fluttuazioni che tendono a zero, solo nel "limite termodinamico", ovvero nel limite di numero di particelle che tende all'infinito mantenendo la densità ad un valore costante. Le stesse transizioni di fase emergono da un punto di vista matematico, teoremi di Lee-Yang, solo nel limite termodinamico.
Se ti riferisci a questioni cosmologiche allora non saprei dire.

gtr84
06-12-2004, 15:09
mi riferisco alla differenza che c'è tra un sistema particellare, per esempio un recipiente contenente gas, e l'universo.
La colossale differenza sta nel fatto che mentre nel primo la forza di gravità si può trascurare, lo stesso non lo si può fare con l'universo.
Quindi se l'entropia descrive bene i sisstemi di tipo microscopico, non può descrivere sistemi di tipo macroscopico.

LASCO
06-12-2004, 16:30
Originariamente inviato da gtr84
mi riferisco alla differenza che c'è tra un sistema particellare, per esempio un recipiente contenente gas, e l'universo.
La colossale differenza sta nel fatto che mentre nel primo la forza di gravità si può trascurare, lo stesso non lo si può fare con l'universo.
Quindi se l'entropia descrive bene i sisstemi di tipo microscopico, non può descrivere sistemi di tipo macroscopico. Questo non mi torna. Sono state eseguite verifiche sperimentali della seconda legge della termodinamica e della disuguaglianza di Clausius che stabilisce il comportamento dell'entropia su scala diciamo macroscopica, ad esempio osservando i moti termici della corona solare.

Poi e' vero che in un gas si puo' trascurare la gravita', ma si può anche considerarla ricavando così un sistema cosmologico a partire da leggi microscopiche.

LittleLux
06-12-2004, 16:42
Originariamente inviato da gtr84
mi riferisco alla differenza che c'è tra un sistema particellare, per esempio un recipiente contenente gas, e l'universo.
La colossale differenza sta nel fatto che mentre nel primo la forza di gravità si può trascurare, lo stesso non lo si può fare con l'universo.
Quindi se l'entropia descrive bene i sisstemi di tipo microscopico, non può descrivere sistemi di tipo macroscopico.

Purtroppo la gravità non è un buon mezzo per impedire all'entropia di aumentare. L'energia disponibile nell'universo per compiere lavoro sta lentamente diminuendo. E' un dato ampiamente dimostrato.

Banus
15-02-2005, 19:56
Originariamente inviato da LittleLux
Il fenomeno è correlato al fatto che il fondo di cui si parlava in realtà è composto di fotoni. Ad ogni fotone è associata una certa energia, cui corrisponde una determinata frequenza e lunghezza d'onda. All'espandersi dell'universo corrisponde una perdita di enrgia di questi fotoni, dovuta all'effetto doppler, che fa si che la lunghezza d'onda associata ai fotoni aumenti (spostamento verso la parte rossa dello spettro). L'effetto doppler è causato proprio dalla velocità di espansione del cosmo, che sottrae energia ai fotoni, e a qualsiasi altro tipo di radiazione.
Non è proprio esatto. La perdita di energia è dovuta all'espansione del cosmo, che "stira" le onde man manoche si propagano. Infatti si è rivelata una leggera distorsione della radiazione di fondo che corrisponde all'effetto doppler, ed è dovuta alla velocità della Terra rispetto all'universo osservabile.

Questo è vero per l'entropia di Boltzmann, ma non per l'entropia di Clausius.
Quando si parla di entropia in cosmologia si intende la definizione di Boltzmann. Infatti l'universo è tutt'altro che in equilibrio...

La gravità conta relativamente, e più per l'influenza sull'espansione. Come in un gas si trascurano le interazioni fra gli atomi, così in cosmologia si cosidera direttamente l'effetto della densità media, che alla fine è quella che determina il destino dell'universo (big chrunch o espansione infinita).

L'entropia dell'universo non ha fatto che aumentare dal Big Bang. Un maggior volume significa un maggior numero di stati possibili e quindi una maggiore entropia. La rapida espansione iniziale non ha permesso all'universo di rimanere in equilibrio e ora sta ancora lentamente raggiungendo l'equilibrio termodinamico. Man mano tutte le stelle si spegneranno, rimarranno solo buchi neri che evaporeranno fino a portare a un universo riempito di radiazione uniforme... ma i buchi neri evaporano in tempi mostruosamente alti (10^100 anni e oltre), inoltre finchè la radiazione di fondo è più calda della radiazione di evaporazione addirittura guadagnano massa... quindi il tempo non ci manca :D

Cfranco
15-02-2005, 23:18
Originariamente inviato da gtr84
mi riferisco alla differenza che c'è tra un sistema particellare, per esempio un recipiente contenente gas, e l'universo.
La colossale differenza sta nel fatto che mentre nel primo la forza di gravità si può trascurare, lo stesso non lo si può fare con l'universo.
Quindi se l'entropia descrive bene i sisstemi di tipo microscopico, non può descrivere sistemi di tipo macroscopico.
L' entropia comprende anche la forza gravitazionale , nei sistemi piccoli si puo` trascurare in quelli grandi no , quindi nei sistemi "grandi" si calcola in maniera diversa , ma le regole sottostanti sono ancora valide , tanto e` vero che si puo` persino misurare l`entropia di un buco nero .
Originariamente inviato da damxxx
Si, è assolutamente certo ke l'entropia è in aumento e sicuramente è anke irreversibile x le stesse ragioni x le quali è in aumento
Se persino Hawking ha dei dubbi in proposito direi che la certezza non e` troppo certa .
In effetti sono stati proposti scenari in cui esistono processi che aumentano "localmente" l' ordine , il fatto e` che anche se l' entropia cresce in totale non esiste un limite superiore per un universo infinito che si espande , potrebbe benissimo "diluirsi" in seguito all' espansione creando zone di bassa entropia , oddio , queste zone "localmente" a bassa entropia sarebbero diversi ordini di grandezza piu` grandi di tutto l' universo conosciuto , ma sono sempre piccolissime in rapporto all' infinito , una delle zone dove l' entropia e` bassissima sarebbe ovviamente dove siamo adesso .

damxxx
16-02-2005, 11:05
ciò ke ho detto io l'ho desunto da una delle ultime pubblicazioni del caro Stephen "L'universo in un guscio di noce"

se ultimamente ha cambiato la sua posizione, o ho inteso male ciò ke ha scritto allora è un altro conto

Banus
16-02-2005, 12:39
Originariamente inviato da damxxx
se ultimamente ha cambiato la sua posizione, o ho inteso male ciò ke ha scritto allora è un altro conto
L'hanno scorso Hawking ha tenuto una conferenza dove ha spiegato che la radiazione di un buco nero non è esattamente quella di un corpo nero, ma ha delle deboli correlazioni. Questo permette di risolvere, almeno in parte, il paradosso dell'inforlazione per i buchi neri.
Il problema nasce perchè in meccanica quantistica l'informazione non si crea nè si distrugge (evoluzione unitaria della funzione d'onda), mentre nel caso di un buco nero si hanno degli stati quantistici (spin, momento etc) che "scompaiono". Il buco nero evapora emettendo radiazione completamente incorrelata e quando è completamente evaporato l'informazione di quello che ci era caduto è scomparsa nel nulla...
Ammettendo invece una debole correlazione si salvano le cose, e Hawking ha mostrato in che modo la radiazione del buco nero porta questa informazione.

Ovviamente informazione in questo caso è intesa in senso entropico.

Comunque i buchi neri non sono una violazione della seconda legge della termodinamica, anzi, corrispondono allo stato dello spazio a massima entropia a volume fissato.

PS: Cfranco, le zone ad alta entropia di cui parli magari sono le zone di "inflazione eterna"? non so, ci assomigliano parecchio :D

Cfranco
16-02-2005, 13:57
Originariamente inviato da Banus

PS: Cfranco, le zone ad alta entropia di cui parli magari sono le zone di "inflazione eterna"? non so, ci assomigliano parecchio :D
Si , il processo di "diluizione" dell' entropia sarebbe proprio l' inflazione nel modello a bolle .

Banus
16-02-2005, 14:46
Originariamente inviato da Cfranco
Si , il processo di "diluizione" dell' entropia sarebbe proprio l' inflazione nel modello a bolle .
Infatti la teoria dell'inflazione è un metodo molto elegante per spiegare la relativamente bassa entropia dell'universo. L'espansione accelerata ha trasportato le fluttuazioni casuali su scale cosmologiche mantenendo l'entropia praticamente invariata, ma con uno spazio degli stati molto più vasto.

Le recenti teorie (stringhe e loop) prevedono l'inflazione come meccanismo naturale (ad esempio Big Bounce all'interno di un buco nero). Nella teoria dei Loop dovrebbe essere addirittura una conseguenza della quantizzazione della teoria della relatività generale.