Re: "la temperatura non è una grandezza fisica, è un indice di stato"

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Giorgio Bibbiani

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Dec 24, 2021, 5:35:03 AM12/24/21
to
Il 20/12/2021 21:40, Luis ha scritto:
> la frase del subject è stata detta in maniera perentoria
> dalla mia prof. di fisica 1 del mio corso di ingegneria,
> tempo addietro, non faccio nomi, anche perchè non sono
> sicuro di ricordarli.

Sei sicuro che la prof.ssa non abbia magari parlato
di "funzione di stato" o "variabile di stato" o
"parametro intensivo di stato"?

> ho letto in un testo una volta che invece la temperatura è
> una grandezza fisica.
> tutto questo mi disorienta, a tal punto da non saper
> neanche spiegare in questo momento (e probabilmente neanche
> allora), la differenza tra:
> -indice di stato

Questa è una definizione che io sento ora per la prima volta,
ma ciò ovviamente non significa molto, magari solo che è
una definizione poco frequente...

> -grandezza fisica

Certamente sì, la temperatura (di un sistema termodinamico
all'equilibrio) è una grandezza misurabile, quindi per definizione
è una grandezza fisica.

Ciao

--
Giorgio Bibbiani
(mail non letta)

Giorgio Pastore

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Dec 24, 2021, 6:10:03 AM12/24/21
to
Il 20/12/21 21:40, Luis ha scritto:
> un caro saluto a tutti.
> la frase del subject è stata detta in maniera perentoria
> dalla mia prof. di fisica 1 del mio corso di ingegneria,
> tempo addietro, non faccio nomi, anche perchè non sono
> sicuro di ricordarli.

A volte nelle aule universitarie ci sono affermazioni tanto perentorie
quanto sbagliate. Errare humanum est. Ovviamente "perserverare autem
diabolicum"...


> ho letto in un testo una volta che invece la temperatura è
> una grandezza fisica.
> tutto questo mi disorienta, a tal punto da non saper
> neanche spiegare in questo momento (e probabilmente neanche
> allora), la differenza tra:
> -indice di stato
> -grandezza fisica


"Grandezza fisica" o semplicemente "grandezza" è un concetto
ufficialmente presente nell' "International vocabulary of metrology -
Basic and general concepts and associated terms", documento ufficiale
del BIPM (Bureau International des Pois et Mesures" e corrisponde a

"property of a phenomenon, body, or substance,
where the property has a magnitude that can be
expressed as a number and a reference."

Con questa definizione,
1) non c'è dubbio che la temperatura sia una grandezza;
2) non c'è molto spazio per classificarla altrimenti.

L'unica spiegazione per questa distinzione non-standard nel caso della
temperatura che mi venga in mente è che in termodinamica si può parlare
di temperatura anche ad uno stadio pre-misura, senza quindi associare un
numero alla stessa, come condizione indicatore dell'equilibrio termico
tra corpi (principio zero della termodinamica). Sulla opportunità di
dare una definizione diversa da grandezza fisica, occorrerebbe però
riflettere. Vale sempre la regola per cui le definizioni (purché non
contraddittorie) non sono mai giuste o sbagliate ma più o meno utili.

Giorgio

Giorgio Pastore

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Dec 24, 2021, 7:35:03 AM12/24/21
to
Il 24/12/21 12:01, Luis ha scritto:
....
> disse proprio "indice di stato", perchè 'indic'a una
> condizione in cui è un sistema, ed è un valore medio.
> il mio prof. di chimica ha aggiunto (indipendentemente) che
> alcune reazioni che ad una certa temperatura non possono
> avvenire partono ugualmente perchè la temperatura è un
> valore medio, quindi statisticamente alcune particelle
> hanno una temperatura maggiore, e reagiscono, aumentando la
> temperatura, che poi crea un effetto a catena e poi siearriva alla reazione completa
....

Qui si va su un terreno scivoloso con possibili confusioni tra
temperatura e energia cinetica media.

Dal punto di vista strettamente termodinamico non ci sono medie e basta.
L'idea dei valor medio è un concetto della meccanica statistica (o della
teoria cinetica).

Elio Fabri

unread,
Dec 24, 2021, 7:40:03 AM12/24/21
to
Giorgio Pastore ha scritto:
> A volte nelle aule universitarie ci sono affermazioni tanto
> perentorie quanto sbagliate. Errare humanum est. Ovviamente
> "perserverare autem diabolicum"...
Questo è certamente vero, però cercando di capire che cos possa aver
motivato quell'affermazione mi è venuto in mente che non si possono
sommare due temperature.
Chi sia attaccato alla definizione euclidea di grandezza deve quindi
escludere la temperatura dal novero delle grandezze.

> "Grandezza fisica" o semplicemente "grandezza" è un concetto
> ufficialmente presente nell' "International vocabulary of metrology -
> Basic and general concepts and associated terms", documento ufficiale
> del BIPM (Bureau International des Pois et Mesures" e corrisponde a
>
> "property of a phenomenon, body, or substance,
> where the property has a magnitude that can be
> expressed as a number and a reference."
>
> Con questa definizione,
> 1) non c'è dubbio che la temperatura sia una grandezza;
> 2) non c'è molto spazio per classificarla altrimenti.
Come forse già sai, la mia posizione vers il BIPM è sofferta :-)
Senza dubbio è necessario che si fissino definizioni e standard, senza
dei quali la comunicazione scientifica diverrebbe impossibile.
Però il BIPM serve anche altri scopi, per es. quelli pratici,
giuridici, commerciali ... che non sempre concordano con l'ideale
scientifico. Le vicissitudini del SI sono un esempio sufficiente.
Quindi se qualcosa "lo dice il BIPM" per me va accettato "obtorto
collo", ma non è "reato fisico" metterlo in discussione.
--
Elio Fabri

Giorgio Bibbiani

unread,
Dec 24, 2021, 7:40:03 AM12/24/21
to
Il 24/12/2021 12:01, Luis ha scritto:
...
> disse proprio "indice di stato", perchè 'indic'a una
> condizione in cui è un sistema, ed è un valore medio.
> il mio prof. di chimica ha aggiunto (indipendentemente) che
> alcune reazioni che ad una certa temperatura non possono
> avvenire partono ugualmente perchè la temperatura è un
> valore medio,

Bisognerebbe specificare "valore medio" di cosa, ad es. per
un corpo materiale all'equilibrio termodinamico potrebbe essere,
a meno di un fattore costante, il valore medio delle energie
cinetiche di traslazione dei costituenti "elementari"
(atomi o molecole) del corpo.

> quindi statisticamente alcune particelle
> hanno una temperatura maggiore,

Così sarebbe detto _molto male_, non si può associare un valore di temperatura,
che è una grandezza che descrive gli stati di equilibrio di un sistema macroscopico,
a singole molecole...

> e reagiscono, aumentando la
> temperatura, che poi crea un effetto a catena e poi siearriva alla reazione completa

Soviet_Mario

unread,
Dec 24, 2021, 11:25:02 AM12/24/21
to
Il 24/12/21 12:01, Luis ha scritto:
> On Fri, 24 Dec 2021 11:12:36 +0100, Giorgio Bibbiani wrote:
>
>> Il 20/12/2021 21:40, Luis ha scritto:
>>> la frase del subject è stata detta in maniera perentoria
>>> dalla mia prof. di fisica 1 del mio corso di ingegneria,
>>> tempo addietro, non faccio nomi, anche perchè non sono
>>> sicuro di ricordarli.
>>
>> Sei sicuro che la prof.ssa non abbia magari parlato
>> di "funzione di stato" o "variabile di stato" o
>> "parametro intensivo di stato"?
>
> disse proprio "indice di stato", perchè 'indic'a una
> condizione in cui è un sistema, ed è un valore medio.
> il mio prof. di chimica ha aggiunto (indipendentemente) che
> alcune reazioni che ad una certa temperatura non possono

se dichiara letteralmente NON POSSONO, generalmente fa un
assunto di tipo TERMODINAMICO intendendo un Delta_G >>> 0 e
quindi un equilibrio completamente spostato dalla parte
sfavorevole (x convenzione a sinistra).

Se invece intende che sono termodinamicamente possibili ma
molto lente cineticamente, la cosa (come ha accennato il
prof Pastore) è regolata dall'equazione di Arrhenius (dove
vengono integrati insieme la T assoluta e il Delta_G# di
attivazione), che esprime la Kv (costante di velocità).

In maniera "visiva" si possono anche considerare le curve di
Distribuzione di Boltzmann delle velocità a diverse T, e lo
spartiacque (retta soglia verticale corrispondente al valore
dell'energia libera di attivazione).
Questa retta stacca la parte destra della distribuzione, che
contiene cumulativamente la frazione di molecole con energia
uguale o superiore alla soglia richiesta.

Se questa frazione è bassissima, la reazione procede lentissima.


Sottolineo la possibilità di "artefatti matematici" : queste
curve e la Arrhenius sono distribuzioni "continue", e
applicandole letteralmente in casi estremi si possono
ottenere cifre senza significato fisico reale, tipo 0,5
molecola sul totale di molecole considerate nella
popolazione (campione reale) con energia sufficiente.
Siccome non esiste mezza molecola chiaramente questa
reazione non sarà mai misurabile, e considerata impossibile
per motivi cinetici.

Anche così (ma non mi ci posso addentrare perché non ne so),
se si passa dalla visione termodinamica-statistica alla
grana di singola molecola, bisogna poi scontrarsi col fatto
che l'energia non è costante nemmeno per una molecola
isolata. Questo fatto in una zona di confine tra fisica e
chimica, può produrre il "tunnelling" in apparente
violazione temporanea, per piccolissimi numeri, dei
requisiti energetici citati prima.

Però di 'ste cose non ne capisco. Avevo letto un articolo
interessante tanto tempo fa sul tunnelling di protoni ed
elettroni sia nella fotosintesi clorofilliana che nella
catena di trasporto degli elettroni, e onestamente non ci
avevo capito una cippolix :(


> avvenire partono ugualmente perchè la temperatura è un
> valore medio, quindi statisticamente alcune particelle
> hanno una temperatura maggiore, e reagiscono, aumentando la
> temperatura, che poi crea un effetto a catena e poi siearriva alla reazione completa

questo discorso non si presta a essere trattato in modo
spiccio, o si salta a piè pari, o si dice almeno lo stretto
necessario. Come appunto avere presente la distribuzione di
Boltzmann e l'equazione di Arrhenius della velocità.

>
>>> ho letto in un testo una volta che invece la temperatura è
>>> una grandezza fisica.
>>> tutto questo mi disorienta, a tal punto da non saper
>>> neanche spiegare in questo momento (e probabilmente neanche
>>> allora), la differenza tra:
>>> -indice di stato
>>
>> Questa è una definizione che io sento ora per la prima volta,
>> ma ciò ovviamente non significa molto, magari solo che è
>> una definizione poco frequente...
>>
>>> -grandezza fisica
>>
>> Certamente sì, la temperatura (di un sistema termodinamico
>> all'equilibrio) è una grandezza misurabile, quindi per definizione
>> è una grandezza fisica.
>
> ok, ci rifletterò, grazie
>


--
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)

Giorgio Bibbiani

unread,
Dec 24, 2021, 11:25:02 AM12/24/21
to
Il 24/12/2021 12:37, Elio Fabri ha scritto:
> Giorgio Pastore ha scritto:
> > A volte nelle aule universitarie ci sono affermazioni tanto
> > perentorie quanto sbagliate. Errare humanum est. Ovviamente
> > "perserverare autem diabolicum"...
> Questo è certamente vero, però cercando di capire che cos possa aver
> motivato quell'affermazione mi è venuto in mente che non si possono
> sommare due temperature.
> Chi sia attaccato alla definizione euclidea di grandezza deve quindi
> escludere la temperatura dal novero delle grandezze.

Dunque anche la pressione, la densità, il potenziale elettrico,
quello chimico, ecc. ecc., che _in generale_ non si possono sommare,
non risulterebbero grandezze fisiche?!
Allora secondo me sarebbe meglio non attaccarsi a quella definizione!
Nota consolatoria ;-): le temperature si possono sottrarre e si può
sommare una temperatura a una differenza di temperatura.

Elio Fabri

unread,
Dec 24, 2021, 12:45:03 PM12/24/21
to
Luis ha scritto:
> la frase del subject è stata detta in maniera perentoria
> dalla mia prof. di fisica 1 del mio corso di ingegneria,
> tempo addietro, non faccio nomi, anche perché non sono
> sicuro di ricordarli.

> il mio prof. di chimica ha aggiunto (indipendentemente) che
> alcune reazioni che ad una certa temperatura non possono
> avvenire partono ugualmente perché la temperatura è un
> valore medio, quindi statisticamente alcune particelle
> hanno una temperatura maggiore, e reagiscono, aumentando la
> temperatura, che poi crea un effetto a catena e poi si
> arriva alla reazione completa

Dunque secondo te un'anima pia si dovrebbe impegnare in una
spiegazione su qualcosa che i tuoi prof hanno detto (forse) anni
addietro (quanti? non saranno mica secoli?).
Se io chiedessi per es. che cosa intendeva il prof di chimica con la
strana frase
> alcune reazioni che ad una certa temperatura non possono avvenire
> partono ugualmente
che mi risponderesti? Non puoi rispondere, ricordi solo quella frase.
Ma io vorrei sapere che significa "non possono avvenire".
Significa che sono vietate termodinamicamente, ossia che DG>0 ?
Oppure lo sono cineticamente, causa l'energia di attivazione?
Tu naturalmente non lo sai perché il prof "anni addietro" non lo disse
(a quanto puoi ricordare).
Stando così le cose, come può l'anima pia spiegare quello che
"avrebbero" detto i tuoi prof?

Insomma, a te non serve un'anima pia, ma uno che sappia leggere nei
pensieri passati di persone che tu non sei neppure sicuro di sapere
chi erano.
Mica male come superpoteri:-)
--
Elio Fabri

Giorgio Pastore

unread,
Dec 24, 2021, 12:50:02 PM12/24/21
to
Il 24/12/21 12:37, Elio Fabri ha scritto:
> Giorgio Pastore ha scritto:
> > A volte nelle aule universitarie ci sono affermazioni tanto
> > perentorie quanto sbagliate. Errare humanum est. Ovviamente
> > "perserverare autem diabolicum"...
> Questo è certamente vero, però cercando di capire che cos possa aver
> motivato quell'affermazione mi è venuto in mente che non si possono
> sommare due temperature.
> Chi sia attaccato alla definizione euclidea di grandezza deve quindi
> escludere la temperatura dal novero delle grandezze.

Infatti non ho fatto riferimento alla definizione euclidea e in quella
del dizionario del BIPM non c'è nessun requisito circa la sommabilità.
....
> Quindi se qualcosa "lo dice il BIPM" per me va accettato "obtorto
> collo", ma non è "reato fisico" metterlo in discussione.

Non ho riportato la def del dizionario del BIPM in senso prescrittivo ma
come esempio di una definizione che per lo meno deve essere coerente con
l'uso che il BIPM deve farne per poter definire le unità di misura.
Certamente ci sono casi in cui occorre maggior prudenza prima di predere
per buona la definizione. Ma non vedo controindicazioni forti nel
presente contesto (temperatura, termodinamica).

Giorgio

Giorgio Bibbiani

unread,
Dec 24, 2021, 2:55:02 PM12/24/21
to
Il 24/12/2021 18:58, Luis ha scritto:
> On Fri, 24 Dec 2021 14:41:55 +0100, Giorgio Bibbiani wrote:
>
>> Dunque anche la pressione, la densità, il potenziale elettrico,
>> quello chimico, ecc. ecc., che _in generale_ non si possono sommare,
>> non risulterebbero grandezze fisiche?!
>
> chiedo scusa se dico una pinzellacchera: ma se i campi di
> forze, e quindi anche quelli elettrici, vettoriali in
> genere, si possono sommare, non risulta sommabile anche il
> potenziale che ne è l'integrale di linea?

Sì, hai ragione, grazie per l'osservazione :-).
Ovviamente dato il principio di sovrapposizione ha
senso sommare punto per punto i potenziali associati a 2
distribuzioni statiche di carica per ottenere il (un) potenziale risultante,
io ho scritto quanto sopra pensando alla somma dei valori in 2
diversi punti dello spazio di _un_ assegnato potenziale, in questo
senso intendevo che _in generale_ non si possa sommare il potenziale...

Carlo Studente

unread,
Dec 24, 2021, 2:55:03 PM12/24/21
to
Il giorno venerdì 24 dicembre 2021 alle 13:40:03 UTC+1 Elio Fabri ha scritto:
> Giorgio Pastore ha scritto:
> > A volte nelle aule universitarie ci sono affermazioni tanto
> > perentorie quanto sbagliate. Errare humanum est. Ovviamente
> > "perserverare autem diabolicum"...
> Questo è certamente vero, però cercando di capire che cos possa aver
> motivato quell'affermazione mi è venuto in mente che non si possono
> sommare due temperature.
> Chi sia attaccato alla definizione euclidea di grandezza deve quindi
> escludere la temperatura dal novero delle grandezze.
> Elio Fabri

Buonasera.

Anch'io ho letto qualcosa di simile a quanto in discussione in un testo di termodinamica di base. Le pagine degli esercizi si possono liberamente scaricare dal sito dell'autore al link:
http://www.giovannitonzig.it/integrazioni/eserciziari/tonzig_es_termodinamica.pdf

Riporto qui la domanda 13 e la relativa risposta.

13) Quale eventuale significato potrebbe avere l’affermazione secondo cui un corpo A è «tre volte più caldo » del corpo B?

risposta 13)



Nessun significato. Il numero che esprime la misura della temperatura varia al variare della scala termometrica prescelta: se, ad esempio, sappiamo che la temperatura Celsius del corpo A è il triplo di quella del corpo B, non abbiamo nessuna idea di quale sia il rapporto tra le rispettive temperature Fahrenheit o tra le rispettive temperature Kelvin. Tutto questo è in relazione al fatto che la temperatura non è una grandezza fisica in senso stretto, ma un indice di stato.


Non ho sottomano la parte teorica del testo che trovai in biblioteca. Ricordo al tempo di aver sorvolato sulla questione e ammetto di non aver capito: se qualcuno mi sa spiegare meglio lo ringrazio.

Altra domanda: posso nutrire la speranza che i fisici concordino un termometro di riferimento standard, un po' come l'orologio atomico al cesio per il tempo?

Buon Natale a tutti, anche se non vi conosco di persona mi siete cari.
Carlo

JTS

unread,
Dec 24, 2021, 5:25:02 PM12/24/21
to
Carlo Studente schrieb am Freitag, 24. Dezember 2021 um 20:55:03 UTC+1:
> Tutto questo è in relazione al fatto che la temperatura non è una grandezza fisica in senso stretto, ma un indice di stato.

L'affermazione quotata secondo me è segno di un'altra cosa: di voler rendere precise cose che non lo sono.

Il concetto di misura è "procedura di confronto su cui è facile mettersi d'accordo", quindi si basa sul concetto di "facile", che può essere afferrato, ma non definito.

Elio Fabri

unread,
Dec 24, 2021, 5:25:02 PM12/24/21
to
Carlo Studente ha scritto:
> Anch'io ho letto qualcosa di simile a quanto in discussione in un
> testo di termodinamica di base. Le pagine degli esercizi si possono
> liberamente scaricare dal sito dell'autore al link:
>
>
http://www.giovannitonzig.it/integrazioni/eserciziari/tonzig_es_termodinamica.pdf
>
> Riporto qui la domanda 13 e la relativa risposta.
>
> 13) Quale eventuale significato potrebbe avere l'affermazione secondo
> cui un corpo A è "tre volte più caldo" del corpo B?
>
> risposta 13)
> Nessun significato. Il numero che esprime la misura della temperatura
> varia al variare della scala termometrica prescelta: se, ad esempio,
> sappiamo che la temperatura Celsius del corpo A è il triplo di quella
> del corpo B, non abbiamo nessuna idea di quale sia il rapporto tra le
> rispettive temperature Fahrenheit o tra le rispettive temperature
> Kelvin. Tutto questo è in relazione al fatto che la temperatura non
> è una grandezza fisica in senso stretto, ma un indice di stato.
A quanto pare non lo sai, ma ci hai fornito la chiave, ossia la fonte
dell'espressione "indice di stato".
Giovani Tonzig è persona credo ben conosciuta tra gli insegnanti di
fisica, in quanto autore di un fortunato libro:
"100 errori di fisica pronti per l'uso".
Trovi notizie quante ne vuoi googlando "tonzig 100".

No ho letto quel libro; mi è solo capitato qualche volta di leggere
lettere o altro di Tonzig, e mi pare di ricordare che a volte mi
trovassi d'accordo con lui, ma non sempre.

Quanto alla domanda 13, quello che mi colpisce è che Tonzig sembra
ignorare che esiste la temperatura termodinamica assoluta.
L'arbitrarietà di cui parla vale certamente per le scale di
temperatura tipo Celsius o Fahrenheit, ma non per quella assoluta.
Ha perfettamente senso dire che T(A) = 3 T(B) e ha anche
un'interpretazione nella termodinamica classica: il rendimento di una
macchina di Carnot che opera tra T(A) e T(B) è 2/3.
Senza contare l'interpretazione di T nella meccanica statistica.

> Altra domanda: posso nutrire la speranza che i fisici concordino un
> termometro di riferimento standard, un po' come l'orologio atomico al
> cesio per il tempo?
A quanto pare anche tu, come Tonzig, non conosci la temp. term.
assoluta, né conosci la recente ridefinizione del kelvin. Informati.

Ricambio con piacere gli auguri.
--
Elio Fabri

Giorgio Bibbiani

unread,
Dec 25, 2021, 3:40:03 AM12/25/21
to
Il 24/12/2021 19:43, ho scritto:
...
> Ovviamente dato il principio di sovrapposizione ha
> senso sommare punto per punto i potenziali associati a 2
> distribuzioni statiche di carica per ottenere il (un) potenziale risultante,
> io ho scritto quanto sopra pensando alla somma dei valori in 2
> diversi punti dello spazio di _un_ assegnato potenziale, in questo
> senso intendevo che _in generale_ non si possa sommare il potenziale...

Ma riflettendoci, quanto avevo "pensato" c'entra poco, dato che
normalmente accade di sommare i potenziali punto per punto,
allora è più corretto affermare, come suggerisci, che il potenziale
sia una funzione additiva, piuttosto che andare a cercare un
caso particolare in cui la somma non si possa effettuare...
Grazie ancora per la correzione :-).
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