0359. Entropia e leggi del caos sono contrastanti?

La facilità con cui un profumo si diffonde nell'aria è regolata dalle leggi dell’entropia o del caos? Entropia e leggi del caos sono contrastanti? (Pietro) (2233_3206_5522)

sem_esperto_verde I processi di diffusione icona_glossario (ed in genere di trasporto) sono dovuti agli effetti combinati della diffusione molecolare e del campo di velocità icona_esperto[211] . In genere il contributo dominante è quello proveniente dal campo di velocità. Ovviamente è possibile avere mescolamento anche in un fluido perfettamente fermo per il solo effetto della diffusione molecolareicona_glossario .

ScienzaPerTutti_diffusione_molecolareanimazione

Diffusione molecolare

Questo meccanismo, sempre presente, è però estremamente lento, ad esempio se si volesse mescolare, con il solo effetto della diffusione molecolare, 100 grammi di coca-cola e 20 grammi di whisky (per fare il famoso cuba libre), occorrerebbero delle ore. Agitando il bicchiere bastano pochi secondi.

E' naturale aspettarsi un mescolamento molto rapido ed efficiente in presenza di un campo di velocità turbolento icona_glossario (con brusche variazioni nel tempo e nello spazio)icona_esperto[250]; meno intuitivo è il fatto che un mescolamento rapido può essere ottenuto anche con campi di velocità molto regolari. Questo fenomeno, detto caos lagrangiano icona_glossarioicona_esperto[234], è un esempio di sistemi dinamici caotici icona_glossario . Possiamo quindi dire che la facilità di diffusione del profumo è dovuta al caos e non alla diffusione molecolare.

Per quanto riguarda la questione della connessione tra entropia icona_esperto[100] e caos non è facile dare una risposta conclusiva: su questo punto non c'è un'opinione unanime tra gli esperti. Senza entrare in dettaglio diciamo che il caos (nel senso di sensibile dipendenza dalle condizioni iniziali) è un concetto valido anche in sistemi con pochi gradi di libertà, mentre l'entropia icona_glossario termodinamica icona_glossario è associata a sistemi con un grande numero di componenti.

Angelo Vulpiani – Fisico

Nota redazionale SxT

Ai nostri webnauti che desiderano approfondire l’argomento consigliamo la interessante lettura di: Determinismo e Caos – A. Vulpiani. Carocci editore, 200

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