Page 127 - Un fisico in salotto

Una macchina, insomma, deve essere ciclica, cioè deve essere una macchina che

periodicamente ritorna nello stato, per così dire, ‘di partenza’. D’altra parte, è
proprio così che funziona il motore della nostra automobile: il pistone va su e giù
periodicamente.
Occorre allora ricomprimere il gas contenuto nel cilindro. Ma per far ciò,
stavolta, occorre faticare un po’ ovvero spendere energia meccanica.
Beh, evidentemente dobbiamo metterci in condizioni tali che questa energia sia

inferiore a quella che abbiamo ricavato, ossia che l’energia necessaria a
ricomprimere il pistone sia inferiore a quella prodotta dall’espansione del pistone;
altrimenti a cosa servirebbe la macchina?
Ciò si può ottenere facendo in modo che la pressione del gas, in questa fase di
compressione, sia notevolmente inferiore a quella esistente durante l’espansione.
Occorre allora raffreddare il gas contenuto nel cilindro. Sappiamo infatti che la
pressione, all’interno di un qualsiasi recipiente che contiene un gas, diminuisce al

diminuire della temperatura così come del resto aumenta all’aumentare della
temperatura. Questo è peraltro il motivo per il quale è pericoloso esporre le
bombolette spray a sorgenti di calore che hanno una temperatura molto elevata.
Allora cosa dovremmo fare per far funzionare la nostra macchina termica
perfettamente ecologica?
Dovremmo far espandere il gas mettendola in contatto con la sabbia del Sahara.

Poi dovremmo trasportare tutto il nostro macchinario in Siberia, d’inverno, dove la
temperatura è magari – 40 °C, e ricomprimere il pistone laggiù! Poi dovremmo
ritornare nel Sahara per fare espandere nuovamente il pistone, e così di seguito! Vi
sembra possibile realizzare un progetto del genere?
Si potrebbe obiettare che forse non sarebbe necessaria un’operazione così
‘grandiosa’; basterebbe portare di volta in volta tutto il nostro marchingegno un po’
all’ombra, spostandolo di poco: nell’oasi che si trova a breve distanza!

Certo, ma la temperatura che troveremmo non sarebbe poi tanto differente da
quella della sabbia.
Dovremmo allora faticare comunque molto per ricomprimere il pistone e in
definitiva la macchina sarebbe inutile: quella poca energia di avanzo sarebbe magari
completamente assorbita dagli attriti inevitabilmente presenti durante il

funzionamento della macchina stessa e da quelli generati proprio in
quell’andirivieni; e non ci resterebbe niente.
Il fatto che, per far funzionare una macchina termica, siano comunque necessarie
almeno due temperature diverse, è sancito da un altro principio fondamentale della
fisica conosciuto come Secondo principio della termodinamica.