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: http://www.historyofscience.it
e-mail: [email protected]
Struttura del lavoro
1. Le diverse interpretazioni storiche
 W. Ostwald (1892)
 F. Koenig (1959)
 D. L. Scott (1971)
 C. C. Gillispie (1971)
2. Analisi Storico-fondazionale
 Meccanica e Termodinamica
 La logica della termodinamica
3. I principi della termodinamica
L’interpretazione di P. Lervig (1972-76)
Una nuova interpretazione (2000-2004)
4. Confronto delle due interpretazioni
 Critica all’interpretazione di P. Lervig
5. Conclusioni storiche e riflessioni didattiche
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2. Analisi storico-fondazionale
Meccanica e Termodinamica
Concetti
cruciali
della teoria
Isaac Newton
(1642-1727)
Meccanica
Sadi Carnot
(1796-1832)
Termodinamica
Spazio
Infinito e assoluto
Delimitato e
relazionale
Tempo
Assoluto
Variazione finita
nel tempo
Inerzia
Come perpetuo
Impossibilita del
moto perpetuo
Concetto-base
Accelerazione
Trasformazione
Interazione
Forza-Causa


F  ma
Lavoro
Tecniche
argomentative
Equazioni differenziali
Ciclo
Soluzioni
Tutti i moti possibili, per Massimo dell’
una data forza, da   efficienza delle
macchine termiche


a
Problema
matematico
Integrazione di
dq/t
Adattata da Drago, Le due opzioni, 1991
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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
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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
I due principi proposti da Philip
Lervig per la teoria di Sadi
Carnot
1
Un moto perpetuo è
impossibile
2
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. 222-239
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. 199-212.
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3. I principi della termodinamica
di Sadi Carnot (1824)
I cinque principi proposti da
A. Drago e R. Pisano per la teoria
di Sadi Carnot
1*
2
Nelle macchine termiche anche quando
L  0 si ha Q  cos t.
L  0 solo quando c’è un T  0
F-m
3
4*
5
F-m
Q
causa il movimento e V  0
Impossibilità del moto perpetuo
Validità dei ragionamenti anche per un
T  0
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4. Confronto delle due
interpretazioni
Critica all’interpretazione di Philip Lervig
Organizz.
della teoria
La teoria di Sadi
Carnot secondo
Drago e Pisano
(2000-2004)
Termodinam 1)
ica espressa
L0
in un teoria
OP, con
Q  cos t.
FDN
Termodinam
ica espressa
in un teoria
OA, senza
FDN
La teoria di
Sadi Carnot
secondo Lervig
(1972-1976)
La teoria
meccanica del
calore
(moderna)
1)
Un moto
perpetuo è
impossibile
1)
Non è vero che il
calore non sia
lavoro
2)
2)
Un moto perpetuo Non c’è
è impossibile
consumo di
calore (calorico)
2)
Un moto perpetuo
di seconda specie
è impossibile
1)
Il calorico si
conserva in un
ciclo
1)
Un moto
perpetuo è
impossibile
1)
L’energia si
conserva
2)
Esiste una effic.
massima
2)
Il calore si
conserva
2)
Entropia
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5. Conclusioni storiche
• P. Lervig propone due principi ricavati
da una analogia tra entropia e calorico
Due sono sul
rapporto
cruciale
• P. Lervig inverte l’ordine
dei due
matematica
principi anche rispettofisicaalla teoria
nella teoria
moderna
• A. Drago e R. Pisano propongono 5
principi ricavati da una analisifondazionale basata sulle frasi speciali.
• P. Lervig suggerisce i due principi
pensando alla teoria moderna (OA)
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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.
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