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03.09.2019

La termodinamica e la sfida del moto perpetuo

 

La termodinamica è uno degli argomenti principali della fisica classica e studia le trasformazioni dovute agli scambi e alla conversione di calore. Gli scienziati si interrogano fin dall’antichità su cosa sia il calore e come si possa trasferire; tuttavia, i primi veri passi in avanti che hanno portato alla formulazione delle leggi che conosciamo oggi furono fatti dopo la rivoluzione industriale, per cercare di migliorare l’efficienza delle macchine.

Carnot, interessato a migliorare il rendimento delle macchine del padre, nel 1824 pose le basi per il secondo principio della termodinamica, messo appunto nel 1847 da Lord Kelvin.

Qualche anno dopo James Joule comprese in che rapporto matematico stavano calore e lavoro, scoprendo il primo principio della termodinamica.

 

Proponiamo di iniziare il percorso partendo dalla visione in classe dei due video introduttivi sui principi della termodinamica.

In seguito suggeriamo un collegamento con la sfida della creazione di una macchina a moto perpetuo che affascina gli scienziati da secoli. Cliccando su questo link, ad esempio, possiamo vedere gli esperimenti del grande inventore e scienziato Leonardo da Vinci.

Per approfondire ulteriormente i vari tentativi storici e le motivazioni per le quali uno dopo l’altro hanno fallito tutti, suggeriamo di guardare in classe il terzo video (scegliendo, se necessario i sottotitoli in italiano).

 

Guarda i video:

Il primo principio della termodinamica

Il secondo principio della termodinamica

Why don’t perpetual motion machines ever work? – TedEd

 

La scienza però è molto ostinata, anche se a volte le “fatiche” sono sprecate: la mostra consultabile a questo link è proprio una raccolta di macchine e marchingegni molto promettenti ma che purtroppo non funzionano.

Lo studio del moto perpetuo è una di quelle ricerche ininterrotte che, nonostante i chiari divieti della termodinamica, continua ad arricchire le mostre di macchine non funzionanti. In questa intervista di Vice uno scienziato racconta i suoi personali tentativi di costruire una macchina ideale.

 

Curiosità

La termodinamica fa capolino anche nei Simpson, in almeno un paio di occasioni. Nel primo video Lisa riesce a costruire una macchina a moto perpetuo. Nel secondo, invece, Homer vede per la prima volta il “Drinking Bird”, un meccanismo accostato spesso alla termodinamica.

 

Guarda i video:

Macchina a moto perpetuo, ep.3, stagione 6 – I Simpson

Drinking Bird, ep.24, stagione 3 – I Simpson

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