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Ipotizziamo di negare l’enunciato di Clausius e cioè:
‘E' possibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia quello di far passare calore da un corpo più freddo a uno più caldo
Allora prendiamo una macchina frigorifera e preleviamo una calore Qf dalla sorgente più fredda e lo portiamo ad una più calda senza compiere alcun lavoro. A tale sistema associamo ora una macchina termica che lavori fra due sorgenti e facciamo in modo che generi un lavoro che sia proprio pari a alla differenza fra il calore ceduto dalla sorgente calda Qc e quello ricevuto dalla sorgente fredda
Potremmo osservare che la combinazione delle due macchine termiche, una frigorifera e una termica danno come bilancio finale un lavoro che è pari esclusivamente al calore fornito dalla sorgente più calda , in chiara violazione dell’enunciato di Kelvin.
Matematicamente
Globalmente è come se avessimo una macchina ciclica che fa questo:
Ricapitolando il secondo principio della termodinamica ha la sua espressione nei due enunciati che sono dal punto di vista fisico equivalenti.
RispondiEliminaSuccessivamente con il lavoro di Boltzmann anche questo principio subisce una modificazione grazie all’introduzione della probabilità per cui possiamo dire che:
Enunciato deterministico: E' impossibile che il calore passi spontaneamente da un corpo più freddo ad uno più caldo(Kelvin-Clausius)
Enunciato probabilistico: E' molto improbabile che il calore passi spontaneamente da un corpo più freddo ad uno più caldo(Boltzmann)
L'introduzione della probabilità nelle leggi scientifiche fu un fatto sconvolgente.