Febbraio da zero a infinito

Tutto impegnato a scrivere di tacchini, quasi mi scordato di proporvi l'immagine di febbraio tratta dalla mostra Da zero a infinito. Per questo mese tocca al secondo principio della termodinamica.

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La termodinamica della pasta

Sempre interessanti i contenuti, anche video, che propone Dario Bressanini (visto di sfuggita a Torino durante il Salone del Libro 2017 durante la presentazione del Comics&Science scritto da Alfredo Castelli insieme con Stefano Bagnasco e Beatrice Mautino), in particolare questa serie di tre dedicati alla cottura della pasta. La cosa più interessante è l'ovvietà di quanto raccontato da Dario, soprattutto se si pensa che il processo non è molto dissimile, dal punto di vista termodinamico, a quanto accade con l'infusione del té o di una qualunque tisana. Ovviamente bisogna prestare attenzione a tanti piccoli particolari che possono rendere l'esito finale indesiderato, ma state pur certi che funziona!

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Termodinamica

Originariamente l'articolo era costituito da due post separati, riuniti in un'unica soluzione

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La termodinamica è una branca della fisica molto utilizzata, ma anche molto poco conosciuta. Certo in casa ciò che ci serve sapere è molto poco: ad esempio come cuocere gli alimenti o a quale temperatura inizia a bollire l'acqua. Eppure proprio in quel momento avviene un fenomeno fisico estremamente complesso e non banale: la semplice evaporazione dell'acqua è in effetti un modo semplice per avere contatto con sistemi complessi.

Transizioni di fase

Per sistema complesso i fisici intendono un sistema a molti corpi (e già, per quel che riguarda la gravità newtoniana, un problema a tre corpi, come il sistema Sole-Terra-Luna è piuttosto difficile da calcolare) che può essere descritto solo attraverso una particolare statistica.
Mi spiego meglio: una delle rivoluzioni più grandi della fisica moderna è l'equazione di Schrodinger (sulla quale ritornerò), che descrive il moto delle particelle microscopiche. Esse possono essere studiate, teoricamente, sia da libere sia in presenza di una forza esterna. Il successivo sviluppo e introduzione di oggetti matematici sempre più sofisticati ha portato alla descrizione del mondo fisico attraverso operatori, particolari oggetti che descrivono come viene modificato lo spazio circostante. Tali operatori si possono complicare aumentando il numero di particelle coinvolte: ecco, quindi, entrare l'approccio statistico alla termodinamica, in cui ogni sistema fisico è descritto come una somma di un numero più o meno grande di operatori che rappresentano lo stato delle singole particelle.
Ho semplificato molto, me ne rendo conto, anche se spero di aver trasmesso la complessità del problema: in questo senso, quindi, studi di tal genere possono essere estremamente importanti per una maggiore comprensione dei sistemi complessi (pensate che le equazioni utilizzate dall'econofisica sono, a tutti gli effetti, quelle utilizzate con discreto successo dalla termodinamica quantistica) e quindi per preparare strumenti matematici che potrebbero essere adattati per studiare sistemi apparentemente differenti, come possono essere gruppi di cellule, il clima, e altro ancora.
E tutti questi studi si basano su una grandezza centrale nella termodinamica e nella vita di ognuno di noi: l'entropia.