Dietro la scrittura asciutta si nasconde una lista di fatti quotidiani che il primo principio, da solo, non riuscirebbe a spiegare. Sono tutte trasformazioni che l’energia permetterebbe di invertire, ma che l’entropia vieta.
- Il calore fluisce spontaneamente dal caldo al freddo, mai viceversa. Un cucchiaino freddo immerso nel tè si scalda; nessun cucchiaino si raffredda da solo cedendo calore a un tè già caldo.
- L’espansione libera di un gas nel vuoto non si inverte mai spontaneamente. Le molecole, una volta sparse in tutto il recipiente, non si raccolgono da sole in metà di esso.
- Due corpi a temperature diverse vanno all’equilibrio termico, non si separano mai da soli in una parte calda e una fredda.
In tutti e tre i casi l’energia si conserverebbe anche nel processo inverso: un tè che scalda un cucchiaino già caldo, un gas che si comprime da solo, due corpi tiepidi che si separano in caldo e freddo non violerebbero il primo principio. Ciò che li rende impossibili è che diminuirebbero l’entropia dell’universo, e questo il secondo principio lo vieta.
Principio — Possibile vs probabile
Il primo principio dice cosa è possibile (in termini di energia). Il secondo principio dice cosa è probabile (in quale direzione vanno le cose).
Questa coppia di frasi è il modo più compatto di ricordare la divisione dei compiti tra le due leggi. Il primo principio è un vincolo di bilancio: l’energia non si crea né si distrugge. Il secondo è un vincolo di direzione: tra tutte le trasformazioni che il bilancio energetico permette, avvengono solo quelle che portano verso macrostati più probabili, cioè con più microstati. L’irreversibilità del mondo macroscopico non è che l’espressione statistica di questo semplice fatto: ci sono incomparabilmente più modi di essere “mescolati” che “separati”.
Collegamenti
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