L'energia
complessiva di un
sistema, quindi, per il primo
principio della termodinamica, si conserva indefinitamente, ma si trasforma da
energia nobile a energia termica sempre più degradata, fino a non poter più essere utilizzata
per ottenere lavoro.
La misura della non disponibilità di un sistema a
compiere lavoro si chiama entropia; essa può essere interpretata come una misura del disordine: quanto
maggiore è l'entropia di un sistema, tanto più grande è il suo disordine.
In
definitiva, nel caso di sistemi isolati, chiamata
S l'entropia, B
il sistema nello
stato finale della
trasformazione e
A il sistema nello
stato iniziale, si ottiene:
per qualunque trasformazione termodinamica nel sistema.
Quest'ultima espressione è
precisamente l'espressione del secondo principio in termini di entropia:
nei sistemi isolati l'entropia è una funzione non decrescente, ovvero può solo aumentare o rimanere inalterata.
Questo fatto viene talvolta indicato in meccanica statistica come morte termodinamica
dei sistemi isolati: infatti, per tempi lunghi, l'entropia tende a
raggiungere un valore massimo, che corrisponde a una temperatura
uniforme ovunque nel sistema. In questo caso, il sistema non è più in
grado di compiere alcun lavoro.
Le implicazioni
del secondo principio
sono di importanza
cruciale per comprendere
le sorti
dell'universo, in
quanto, considerando l'universo
come un sistema chiuso1, si ha che l'entropia dell'universo aumenta nel tempo,
mentre l'energia disponibile
diminuisce.
Questo conduce
inevitabilmente
al caos e al disordine,
ed alla fine alla
morte.
Un'immagine
della "morte
termodinamica"
dell'universo
Alla
fine di tutte le
trasformazioni energetiche
possibili, il calore
si distribuirà in modo uniforme, non consentendo il
funzionamento di alcuna macchina, e non esisterà nemmeno la vita.
This
is the way the world
ends
This is the way the world ends
This is the way the world ends
Not with a bang but a whimper
Così finisce il mondo
Così finisce il mondo
Così finisce il mondo
Non con fragore ma con un gemito
scrive
il poeta e drammaturgo
statunitense naturalizzato inglese Thomas Stearns Eliot (1888-1965) nella
poesia The Hollow Men
("Gli uomini
vuoti") del
1925; i versi fanno riferimento
alla teoria del Big Bang,
lo scoppio fragoroso
da cui avrebbe avuto
origine l'universo, ed
ipotizzano che tutto
si concluda con il gemito silenzioso prodotto dal massimo di entropia
irreversibile.
(1)
Un sistema si dice chiuso se consente un flusso di energia
ma non di massa con l'ambiente esterno, attraverso il suo confine
(tramite calore e/o lavoro e/o altra forma di energia);
ne è un esempio
una bombola tenuta chiusa da una valvola, che può scaldarsi o raffreddarsi ma non perde massa.
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