0:00 se siete qui per sapere come calcolare l'entropia andate a guardarvi il video apposito matteo non ho capito che cos'è l'entropia mi dai una definizione no te ne do 3 [Musica] l'entropia è disordine questa è probabilmente la risposta che ve dato qualsiasi persona o animale a cui abbiate chiesto che cos'è l'entropia ma a quanto pare c'è una legge sociale non scritta che proibisce di rispondere non ho capito cerchiamo quindi di capire meglio che cosa vuol dire disordine sappiamo tutti distinguere tra una stanza ordinata e una disordinata ordine e disordine sembrano concetti molto chiari ma cerchiamo di capire veramente che cosa significano la distinzione fondamentale è che il disordine richiede più informazioni per essere descritto rispetto all'ordine se le mie tasse di
0:46 harry potter a sono perfettamente ordinate e devo descrivere in che stato si trovano mi basta dire beh tutte le tasse sono a testa in su e hanno il manico a destra e ben ho finito ma se le tasse sono disordinate mi tocca dire beh la prima ea testa in su col manico a sinistra la seconda è sdraiata la terza è ribaltata col manico a random e la quarta ha posto fine alle sue sofferenze più informazioni mi servono per descrivere uno stato più quello è disordinato altro esempio scaldate dell'acqua e buttateci dentro un bel dado da cucina all'inizio vedrete il dado ballare sul fondo della pentola ma dopo qualche minuto il bordeaux sarà del colore della tappezzeria di mia nonna tra l'inizio e la fine qual è lo stato più ordinato matteo ma chiaramente il secondo lee il brodo e tutto è uguale il primo stato è quello più ordinato perché per descrivere lo servono meno
1:33 informazioni mi basta dire per esempio che la pentola e piena d'acqua e che tutte le molecole di brodo sono concentrate qui all'interno del dado ma nell'altro caso devo dire la pentola e piena d'acqua e le molecole di cipolla sono qui qui e qui mentre le molecole di sedano sono qui qui e qui ecco perché è il primo stato è più ordinato quello che vi dice la termodinamica eh beh guarda mi spiace più il tempo passa più informazione ti serviranno per descrivere il tuo brodo o le pre tasse o il tuo sistema detta in modo diverso la quantità di informazioni necessarie per descrivere un sistema aumenta nel tempo o alla peggio rimane uguale ma non diminuisce mai spontaneamente per essere un pochino più sintetici l'entropia aumenta sempre l'entropia non è altro che la quantità di informazione matteo ma perché succede
2:19 questa cosa che l'entropia aumenta sempre beh per caso prendete 4 amici mettetevi in fila quindi date al primo un bel cannolo al secondo 2 al terzo ne andate 3 è il quarto 4 le informazioni per descrivere questo sistema sono semplicemente ogni squinzi ha in mano il numero di cannoli uguale alla sua posizione di primo un secondo e due eccetera eccetera adesso dite rega suoli uno di voi a caso deve sganciare un cannolo a un suo vicino se per esempio il terzo lascia a malincuore un suo cannolo al secondo la situazione in cui finiamo si può descrivere come ogni squinzia ha in mano il numero di cannoli uguale alla sua posizione ma il secondo ne ha uno in più alterazione a1 e meno per via di un cambiamento completamente casuale l'informazione è aumentata ma adesso facciamo ancora un passaggio di canolo a
3:06 caso potrebbe succedere per caso che il cannolo dato un attimo fa al numero 2 e torna il numero 3 può capitare no mattino ma in questo caso sono tornati al punto di partenza allora non è vero che entropia aumenta sempre beh avete ragione se davvero succede che il secondo tizio passa un cannolo al terzo l'entropia effettivamente diminuisce ma questa è solo una delle tante possibilità torniamo un attimo di un passaggio indietro può anche essere del secondo tizio si è scelto a caso ma passi il cannolo della discordia non al terzo ma al primo tizio oppure al quarto può anche essere che il secondo tizio non sia nemmeno scelto e che tocchi per esempio al quarto o al primo o di nuovo al terzo passare un cannolo e in tutti questi altri casi l'informazione per descrivere la situazione aumenta e non
3:51 diminuisce in totale qui ci sono 12 possibili passaggi di cannoli di cui 11 aumenterebbero la quantità di informazione quindi anche l'entropia è soltanto uno la diminuirebbe è quindi molto più probabile che cannolo si muova aumentando l'entropia piuttosto che diminuendo la se questo gioco gastronomico lo fate non con 4 ma con tutte le persone che vi seguono su instagram la probabilità che l'entropia aumenti sarà così grande che ciao proprio fate conto che i sistemi reali sono miliardi ma miliardi di volte più grande e complicate di questa staffetta di cannoli perciò la probabilità che l'entropia si metta a scendere da sola è così bassa che in pratica possiamo dire che l'entropia aumenta è vasta e come sperare che mettendo tutti i pezzi del lei un file con nella lavatrice e
4:37 facendo la centrifuga tutto si incastra alla perfezione e per puro caso vi salti fuori l'astronave montata alla perfezione ok matteo tutto molto bello però insomma sta roba dell'ordine del disordine funziona un po a tratti con i gas un gas per esempio ha un gran casino come faccio a capire se è ordinato o disordinato avete ragione perciò proviamo a pensare alle entropia in un altro modo per farlo dobbiamo prima parlare però di micro stati e macro stati fate conto di andare al vostro ristorante chino messicano preferito con i quattro amici di prima farvi la vostra mangiata a base di tacos al pollo alle mandorle e poi chiedere il conto imputa le avete speso 60 euro il conto totale è quello che in fisica si chiama macro stato cioè la situazione
5:22 complessiva del vostro sistema quando si tratta di sganciare la grana però la cosa diventa un po più complicata perché potete pagare per esempio alla romana quindi 12 euro a testa ma può anche essere che il vostro amico gioacchino salti su dicendo è ma io non ha preso l'acqua perché sono idrofobo e quindi mi paga 8 euro e voi 13 oppure rocco dice ed io ho preso il cd agnello vegano il super robot ma non la tempura di peperoncini perciò lui paga soltanto 10 euro gioacchino 8 e voi altre 14 e potremmo pensare a mille altri casi tutti i modi in cui effettivamente ognuno di voi andrà a pagare si chiamano micro stati cioè sono la situazione specifica del vostro sistema come vedete un macro stato corrisponde a molti micro stati diversi l'entropia è proprio questo cioè è il numero di micro
6:09 stati diversi che producono uno stesso macro stato per i pignoli l'entropia è uguale alla costante di balls man per il logaritmo naturale del numero di micro stati matteo ma cosa c'entra questo col fatto che l'entropia aumenta sempre beh il discorso non è molto diverso dal caso dell'ordine e del disordine il fatto è che un macro stato che ha più micro stati di un altro quindi a un entropia più alta è molto più probabile che salti fuori per caso durante l'evoluzione del sistema pensateci un attimo se siete sempre al ristorante di prima e avete speso 60 euro è molto difficile che gli facciano allo sconto alla cassa per pura gentilezza il che ridurrebbe il numero di micro stati ma è molto probabile che blocchino si prenda un caffè corretto alla grappa di rose e faccia salire il conto 66 euro obbligando tutti a rifare i calcoli e aumentando il numero di micro stati
6:55 ecco perché l'entropia aumenta sempre parlando di un gas il suo macro stato è identificabile per esempio dal suo volume dalla sua pressione e dalla sua temperatura un microstato è invece per esempio il modo in cui sono disposte le singole molecole e la loro velocità per avere un certo volume per esempio facciamo un libro potete disporre le molecole di tanti modi diversi nello spazio quindi ogni singolo macro stato con un litro di volume corrisponde a tantissimi micro stati diversi un momento latteo però non è mica vero che l'entropia aumenta sempre tipo semi mettere di ordinare alla mia stanza futuro torna a posto e addio entropia invece che alzarsi si è abbassata questo è assolutamente vero la termodinamica infatti non vieta nessuno di abbassare l'entropia il problema è che per abbassare l'entropia
7:41 da una parte siete obbligati ad alzarla da un'altra parte se vi mettete a riordinare la vostra stanza tutto sembra tornare in ordine in modo perfetto ma realtà per fare questo lavoro avete speso un sacco di tempo e un sacco di energia tutta quell'energia e stata investita per piegare vestiti pulire la scrivania rifare il letto tira fuori il gatto dal cestino e mettere il libro in sequenza sullo scaffale si sa mettere a posto e faticoso il problema è che se lasciate la stanza perfettamente ordinata aperta ea contatto con il mondo potete stare sicuri che in un brevissimo tempo essa tornerà in disordine il gatto far accadere qualcosa il vostro fratello salterà sul letto mangiando prima sala pizza babbo natale scenderà dal camino che non avete e la polvere coprirà tutto il bello è che per rendere la stanza di nuovo un disastro ci vuole molta meno energia di quanta ci voglia
8:27 permettere ma in ordine questo è il terzo modo di pensare alla entropia cioè come spreco di energia anche se vi date da fare per riordinare un sistema quindi per abbassare la sua entropia finirete per sprecare talmente tanta energia che la vostra entropia sarà aumentata più di quanto siete riusciti a guadagnare me detta in altre parole riordinare la stanza è molto più faticoso che renderla un mattatoio questo non mi esenta da riordinare la mossa stanza però combattete l'entropia anche se è una causa persa alla fine dei conti l'entropia complessiva infatti sarà aumentata essere precisi dovremmo dire che l'entropia della stanza e la vostra in totale sono aumentate in fisica si dice che le varie azioni di entropia del sistema e quelle dell'ambiente sommate devono dare un risultato positivo ma se
9:13 siete interessate come calcolare concretamente queste cose date un'occhiata al nostro video riguardo grazie per averci seguito ragazzi supportate c sup a tre con così che il nostro lavoro possa continuare a essere un livello adeguato alle vostre esigenze date un'occhiata anche agli esercizi di marco e non ci vediamo con la prossima lezione ciao
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