sabato 6 marzo 2010

I Principi della Termodinamica

 

Come ogni campo della fisica, anche la termodinamica, cioè lo studio del calore ed i suoi effetti, si
basa su di alcuni fondamentali postulati.

 

Principio Zero della Termodinamica

Stabilisce che, se il corpo A è in equilibrio termico con un corpo C e anche un altro corpo B è in equilibrio termico con C, allora A e B risultano in equilibrio termico tra loro.

Principio zero

- Il Principio Zero della Termodinamica assicura che la relazione “essere in equilibrio termico con…” gode della proprietà transitiva.

 

Primo Principio della Termodinamica

Afferma che la variazione di energia interna di un sistema è uguale alla quantità di calore assorbita dall’esterno, più il lavoro totale compiuto sul sistema.

- Il Primo Principio della Termodinamica esprime la conservazione dell’energia: l’energia interna di un sistema varia grazie agli scambi di energia che avvengono attraverso il passaggio di calore o l’effettuazione di lavoro.

 

Secondo Principio della Termodinamica (quarto enunciato)

Un sistema isolato che è stato perturbato giunge a una nuova condizione di equilibrio che è quella a cui corrisponde il massimo aumento dell’entropia compatibile con il rispetto del Primo Principio della Termodinamica.

- In un sistema non isolato l’entropia può anche diminuire ma, in tal caso, nell’ambiente con cui tale sistema è in contatto si ha un aumento di entropia che, in valore assoluto, è maggiore o uguale della diminuzione di entropia avvenuta nel sottoinsieme.

 

Terzo Principio della Termodinamica (teorema di Nernst)

Stabilisce che è impossibile, con un processo composto da un numero finito di passi, raffreddare un corpo fino allo zero assoluto.

- Il fatto che fosse impossibile scendere sotto la temperatura di 0 gradi Kelvin era noto già da molto tempo. Il teorema di Nernst dichiara addirittura che è impossibile anche solo raggiungere tale temperatura (anche se vi si può avvicinare di poco quanto si vuole).

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Il Principio di Equivalenza

 

Il Principio di Equivalenza stabilisce che, in una zona delimitata dello spazio-tempo, è sempre possibile scegliere un opportuno sistema di riferimento, in modo da simulare l’esistenza di un dato campo gravitazionale uniforme o, reciprocamente, in modo da eliminare l’effetto della forza di gravità costante.

Ascensore in caduta libera

Per esempio, in un ascensore in caduta libera si avverte la sensazione di “assenza di peso”, come se ci si trovasse lontano da qualunque corpo celeste. Al contrario, all’interno di una astronave in accelerazione si avvertirebbe la presenza della gravità, anche se l’astronave stesse navigando nello spazio profondo.

Astronave in accelerazione

In una astronave in accelerazione nello spazio profondo si percepisce una “accelerazione gravitazionale” esattamente equivalente a quella che ci percepirebbe se la stessa astronave fosse ferma sul suolo di un corpo celeste dotato di massa.

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venerdì 5 marzo 2010

Un hovercraft autocostruito che può anche volare!

 

E’ neozelandese, si chiama Rudy Heeman e ci mostra la sua ultima invenzione che ha costruito nel garage di casa sua: un hovercraft in grado anche di decollare in volo, ma solo quando supera la velocità di 100 chilometri orari. Gli è costato 13000 dollari ed è realizzato in fibra di vetro. Davvero ingegnoso! ;-)

Buona visione del filmato.

La Via Lattea nel cielo delle Hawaii. Uno stupendo filmato accelerato.

 

Questo filmato accelerato (in time-lapse) della Via Lattea vista dal cielo limpido delle Hawaii (si vedono anche le cupole dell’osservatorio delle Hawaii) ci mostra che l’Universo è qualcosa di maestoso e che noi non dobbiamo mai dimenticarlo! :-)

E noi non lo dimenticheremo.

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giovedì 4 marzo 2010

Il Sole è bianco, non giallo!

 

Sole al tramonto

Il Sole è bianco, non giallo, come di solito viene rappresentato. Che scoperta sconvolgente: vi rendete conto che tutti i disegni che ci hanno fatto fare da bambini sono sbagliati! ;-)

Se vogliamo rappresentare la cosa in maniera “informatica”, possiamo dire che il colore del Sole, espresso in esadecimale, corrisponderebbe esattamente a #fff5f2.

bianco del Sole bianco del Sole (codice esadecimale #fff5f2)
   
bianco puro bianco puro (codice esadecimale #ffffff)

Come si può vedere l’occhio non riesce a cogliere una differenza sostanziale tra il colore del Sole e quello del bianco puro.

Il motivo per cui il Sole appare giallo a noi sulla Terra è che la nostra atmosfera diffonde la luce solare in modo da farle cambiare leggermente colore. E’ lo stesso effetto di diffusione luminosa che determina il colore azzurro del cielo diurno. In particolare l’atmosfera tende a disperdere le radiazioni nelle lunghezze d’onda del blu e del viola, quindi le lunghezze d’onda che passano sono di colore giallo.

L’apparente colore giallo del Sole è visibile molto meglio quando si è vicini al tramonto, perché in questo caso gli strati di atmosfera che la luce deve attraversare sono più spessi e quindi le radiazioni blu sono fermate con maggiore efficacia. Poco prima di toccare l’orizzonte spesso il Sole appare addirittura arancione o rosso, perché la luce attraversa strati di polveri sottili in sospensione nell’aria che filtrano ancora di più le radiazioni blu.

Ciò significa che il colore del Sole che abbiamo visto nella tabella precedente sarebbe visibile solo dallo spazio.

Nella tabella sotto sono indicati i colori di alcune stelle luminose con le loro “classi spettrali” tra parentesi e il codice di colore in esadecimale. Si noti come Alpha Centauri A (una stella del sistema stellare più vicino a noi) ha lo stesso colore del Sole.

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Come riuscivano i dinosauri a fare sesso?

 

E’ un po’ difficile immaginare due dinosauri mentre facevano sesso senza pensarli goffi e impacciati. In effetti, se si pensa che alcuni potevano pesare quanto 10 elefanti, abbiamo qualche difficoltà a considerarli degli acrobati del kamasutra! ;-)

In questo breve filmato possiamo vedere un frammento di un documentario di Discovery Channel dedicato al sesso dei dinosauri (il video è in inglese). Il documentario è intitolato “Tyrannosaurus sex”, storpiando scherzosamente il nome scientifico del famoso Tyrannosaurus Rex. Il realtà il filmato mostra altri dinosauri, chiamati titanosauri, facenti parte del genere dei “teropodi”, a cui appartengono le specie di dinosauri in assoluto più grandi.

Se seguite questo link al documentario Tyrannosaurus Sex, potrete trovare altre interessanti informazioni riguardo al sesso dei dinosauri, ad esempio vedrete che il pene di un titanosauro poteva raggiungere la lunghezza di 3,65 metri!

Sorprendentemente si ritiene che i dinosauri si accoppiassero come molti altri animali terrestri attuali.

mercoledì 3 marzo 2010

Energia eolica portatile: rose wind turbine, la turbina eolica a forma di rosa.

 

Uno dei maggiori difetti dell’energia eolica è che non è facile realizzare dei dispositivi portatili. Recentemente però sono comparse sul mercato alcune soluzioni interessanti per colmare il vuoto di questa nicchia dell’energia eolica portatile. Grazie all’uso di forme “salvaspazio”, come l’asse verticale, è stato possibile realizzare turbine eoliche facilmente trasportabili.

E’ il caso della turbina eolica che presento in questo post. Si chiama “rose wind turbine” (letteralmente: la rosa dei venti) ed effettivamente somiglia ad una rosa. E’ abbastanza piccola da entrare nel bagagliaio di una macchina.

E’ perfetta per un campeggio, per alimentare le luci di un giardino oppure per fornire una fonte di alimentazione per quando in estate si vuole vedere la televisione sul terrazzo evitando le classiche prolunghe di decine metri. Oppure si può portare sulla spiaggia per alimentare il notebook e navigare ore e ore sotto l’ombrellone senza che si scarichi la batteria! (lo so, sono un pazzo ;-) ).

Una cosa è sicura: mi piacerebbe andare da qualche parte e tirare fuori una turbina eolica del genere dal bagagliaio; chissà che faccia farebbero le persone!

Le nevi perenni del Kilimangiaro spariranno entro il 2022?

 

Guardate bene questa bella immagine del monte Kilimangiaro (5895 metri sul livello del mare), perché a partire dal 2022 potrebbe diventare una foto ricordo. Uno studio effettuato nel 2009 riguardo al riscaldamento globale e alla diminuzione dei ghiacciai ha mostrato che nel 2022 le nevi perenni sulla cima del monte Kilimangiaro (il picco più alto dell’Africa) dovrebbero scomparire. Il grande vulcano negli ultimi decenni ha sperimentato una rapida diminuzione dei ghiacci sulla sua sommità e, continuando con lo stesso ritmo, tra poco più di un decennio spariranno del tutto.

Ricordiamo il famoso e suggestivo racconto di Ernest HemingwayLe nevi del Kilimangiaro” del 1936; potrebbe diventare di più che uno scavo psicologico di un uomo che attende di essere salvato…

martedì 2 marzo 2010

Nebulosa M78: una stupenda immagine

 

Da molti anni ormai mi stupisco poco guardando le immagini astronomiche. Sono viziato: sono tutte così belle che difficilmente c’è n’è qualcuna che mi fa esclamare: “questa è davvero meravigliosa”!

Ma appena ho visto questa, mi sono dovuto ricredere! Il panorama indescrivibile di questa foto della nebulosa M78 (una delle tante nebulose presenti nella ricca costellazione di Orione) è veramente mozzafiato. Vi consiglio di cliccare sull’immagine per poterla vedere in tutta la sua dimensione.

M78 ha una ampiezza di circa 5 anni luce ed è visibile anche in piccoli telescopi. Dista da noi circa 1600 anni luce e fa parte di una grande nube molecolare che contiene anche la Grande Nebulosa di Orione e la famosa Nebulosa Testa di Cavallo.

(clicca sull’immagine per vederla ingrandita, e ve lo consiglio, perché è davvero bellissima!)

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Pannello fotovoltaico autocostruito

 

Quello che vediamo è un esperimento che ci appare curioso. Il filmato è stato realizzato da un utente di YouTube che ha utilizzato 90 EPROM per costruire un pannello fotovoltaico! Esponendo alla luce del Sole queste EPROM (i chip che vediamo nel filmato) e collegandole in serie, è riuscito ad ottenere una differenza di potenziale di oltre 26 volt. Il valore della corrente, a detta dello stesso auto, invece sarebbe stato molto più basso. Chiaramente una soluzione del genere è più una curiosità, perché con valori bassi della corrente non si riesce ad ottenere energia sfruttabile. Nonostante tutto nel filmato vediamo che con questo dispositivo si riescono a caricare dei piccoli accumulatori.

Le memorie EPROM sono memorie di sola lettura che possono essere cancellate attraverso l’esposizione ai raggi UV che penetrano nel chip attraverso una piccola finestrella (visibile al centro dei chip anche nel filmato). E sono proprio i raggi ultravioletti che provengono dal Sole che infine producono la differenza di potenziale osservata in questo “esperimento”.

In questo caso possiamo dire che ci troviamo di fronte al pannello fotovoltaico autocostruito più bizzarro che si sia mai visto.

lunedì 1 marzo 2010

Mosca-Vladivostok: un viaggio virtuale su Google Maps

 

La grande ferrovia transiberiana, l’orgoglio della Russia, attraversa due continenti (Europa e Asia), 12 regioni e 87 città, per un totale di ben 9288 chilometri. Non per niente si tratta della linea ferroviaria più lunga del mondo. La partenza avviene dalla stazione Kurskaja di Mosca  per arrivare a Vladivostock, l’ultimo avamposto della Russia sul Pacifico. Questo è il percorso della Transiberiana, linea ferroviaria mitologica.

Un progetto in collaborazione tra Google e le Ferrovie Russe adesso ci permette di fare un fantastico viaggio virtuale lungo la celebre ferrovia e vedere il lago Bajkal, le montagne Barguzin, il fiume Yenisei e molti altri luoghi stupendi e pittoreschi nel territorio russo, il tutto stando incollati allo schermo del proprio computer!

Durante il viaggio si potrà godere della letteratura classica russa, vedere meravigliose immagini ed ascoltare affascinanti leggende riguardo i luoghi più importanti del percorso. Ad ogni fermata è stato associato un video in alta definizione.

La cosa più particolare è che le riprese sono state effettuate dal finestrino, in modo da dare a chi guarda l’impressione di muoversi in treno.

Il progetto è disponibile presso questa pagina di Google Maps.

Buon viaggio :-)

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