Quanti sono i principi della termodinamica? Critica all interpretazione di Philip Lervig sulla teoria di Sadi Carnot (1824)

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1 Quanti sono i principi della termodinamica? Critica all interpretazione di Philip Lervig sulla teoria di Sadi Carnot (1824) Raffaele PISANO Docente di Fisica I.P.S.I.A., Mattei,, Latina Gruppo di Storia della Fisica, Dip.. di Scienze Fisiche Università di Napoli, Federico II Dottorando, Università di Roma, La Sapienza Website: pisanoraffaele@iol.it

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3 2. Analisi storico-fondazionale Meccanica e Termodinamica Concetti cruciali della teoria Spazio Tempo Inerzia Concetto-base Interazione Problema matematico Tecniche argomentative Soluzioni Isaac Newton ( ) Meccanica Infinito e assoluto Assoluto Come perpetuo Accelerazione Forza-Causa r r F = ma Equazioni differenziali Tutti i moti possibili, per una data forza, da a + Sadi Carnot ( Termodinamica Delimitato e relazionale Variazione finita nel tempo Impossibilita del moto perpetuo Trasformazione Lavoro Integrazione di dq/t Ciclo Massimo dell efficienza delle macchine termiche Adattata da Drago, Le due opzioni,

4 2. Analisi storico-fondazionale La logica della Termodinamica Una doppia negazione (FDN) che non afferma esprime che non si è in grado (di dimostrare e/o) di verificare sperimentalmente la corrispondente frase affermativa. Si possono trovare esempi in Storia della Fisica, della Chimica e della Matematica in cui A A 4

5 2. Analisi storico-fondazionale La logica della Termodinamica Una doppia negazione (FDN) che non afferma esprime che non si è in grado (di dimostrare e/o) di verificare sperimentalmente la corrispondente frase affermativa. La teoria segue una logica non classica OP/OA Si possono trovare esempi in Storia della Fisica, della Chimica e della Matematica in cui A A 5

6 3. I principi della termodinamica di Sadi Carnot (1824) Philip Lervig propone una analisi comparativa tra la teoria originale di S. Carnot e la teoria moderna 1 2 I due principi proposti da Philip Lervig per la teoria di Sadi Carnot Un moto perpetuo è impossibile Il calore si conserva P. Lervig, On the Structure of Carnot s Theory of Heat, Arch. Hist. Ex. Sc., vol. 9, n 2, 1972, pp P. Lervig, The existence of work function in Carnot's theory, in Taton A. (ed.), S. Carnot et l éssor de la thérmodynamique, CNRS, Paris, 1976, pp

7 3. I principi della termodinamica di Sadi Carnot (1824) 1* I cinque principi proposti da A. Drago e R. Pisano per la teoria di Sadi Carnot Nelle macchine termiche anche quando L > 0 si ha Q = cost. 2 F-m L > 0 solo quando c èc un T 0 3 Q causa il movimento e V > 0 4* 5 F-m Impossibilità del moto perpetuo Validità dei ragionamenti anche per un T 0 7

8 4. Confronto delle due interpretazioni Critica all interpretazione di Philip Lervig Organizz. della teoria La teoria di Sadi Carnot secondo Drago e Pisano ( ) La teoria di Sadi Carnot secondo Lervig ( ) La teoria meccanica del calore (moderna) Termodina mica espressa in un teoria OP, con FDN L > 0 Q = cost. Un moto perpetuo è impossibile Non è vero che il calore non sia lavoro Un moto perpetuo è impossibile Non c è consumo di calore (calorico) Un moto perpetuo di seconda specie è impossibile Termodina mica espressa in un teoria OA, senza FDN Il calorico si conserva in un ciclo Esiste una effic. massima Un moto perpetuo è impossibile Il calore si conserva L energia si conserva Entropia 8

9 5. Conclusioni storiche P. Lervig propone due principi ricavati da una analogia tra entropia e calorico P. Lervig inverte l ordine l dei due principi anche rispetto alla teoria moderna A. Drago e R. Pisano propongono 5 principi ricavati da una analisi- fondazionale basata sulle frasi speciali. P. Lervig suggerisce i due principi pensando alla teoria moderna (OA) 9

10 5. Conclusioni storiche P. Lervig propone due principi ricavati da una analogia tra entropia e calorico Due sono sul P. Lervig inverte l ordine l rapporto dei due cruciale principi anche rispetto fisica- alla teoria matematica moderna nella teoria A. Drago e R. Pisano propongono 5 principi ricavati da una analisi- fondazionale basata sulle frasi speciali. P. Lervig suggerisce i due principi pensando alla teoria moderna (OA) 10

11 5. Riflessioni didattiche Le Rèflexions come un testo di Storia della Fisica (basato solo sul II) e motivato socialmente, il rendimento): sviluppo concettuale e teorico della scienza. Multi-disciplinare: Storia, Italiano, Filosofia, Lingua straniera, Chimica, Matematica, Educazione Tecnica. Le Rèflexions come un testo di Termodinamica per un calcolo originale e semplice del rendimento di una macchina termica. 11