UVX

Il gelato che sfida l’universo

gelato che sfida l universo

L’estate è arrivata, con le sue splendide giornate di sole. A volte fin tropo troppo calde. In ogni casa però c’è un posto non così caldo, un posto dove gelati, insalata e yogurt restano al fresco. Frigoriferi e freezer sono meravigliosi, ma perché questa meraviglia deve limitarsi a una scatola più o meno grande in un angolo della cucina? Perché non possiamo aprire la porta e distribuire freddo nel resto della stanza?

La fisica nel funzionamento del frigorifero

Può sembrare che il frigorifero non faccia altro che ronzare immobile e tranquillo, ma in realtà combatte una tremenda battaglia. Ogni frigorifero si ribella alle regole dell’Universo. La legge universale prevede che il calore fluisca dalle cose più calde a quelle più fredde. Le bevande calde ci scaldano, e la nostra mano può fondere cubetti di ghiaccio trasmettendo loro calore. Funziona sempre cosi. E’ la seconda legge della termodinamica, una delle cose più importami che sappiamo sull’Universo.Come fa un frigorifero ad andare in controtendenza? Il ronzio del frigo è dovuto al lavoro di un compressore che porta ad alta pressione un gas speciale, un refrigerante.

Il gas pressurizzato viene poi spinto in una condotta sigillata che passa dentro al frigo e raffredda per l’espansione. É un po’ come spruzzare un aerosol con una bomboletta: il gas si espande rapidamente e si raffredda di conseguenza. Se toccate la bomboletta dopo averla usata sentirete che è fredda. Il cibo nel frigo cede un po’ di calore al gas freddo o si raffredda a sua volta. Magico! Ma c’è un prezzo da pagare. Vi siete mal chiesti perché il frigo abbia bisogno di una sorgente di energia? Il cibo che si raffredda cede energia: perché questo processa deve richiedere altra energia? Il motivo è che il frigo sta contrattando con l’Universo, e la moneta di scambio è l’entropia.

L’entropia del frigo e le leggi dell’universo

L’entropia è una misura del disordine dell’Universo e, come sa bene chi ha un lavandino con i piatti da lavare le cose tendono al disordine se lasciate a se stesse. L’ordine nel frigo è legato al concetto di separazione. Dentro al frigo c’è aria fredda, fuori c’è aria calda. Questo è ordine. Appena si apre porta, le molecole di aria calda e fredda si mescolano e nasce il disordine. E’ di nuovo la seconda legge della ovvero termodinamica al lavoro: il prezzo che tutta l’entropia tende ad aumentare, anche se la quantità totale di dobbiamo pagare energia rimane la stessa all’entropia Lo scambio è questo: l’interno del frigo si raffredda e l’entropia diminuisce.

Perché ciò avvenga, all’esterno del frigo temperatura e entropia devono aumentare. Per mantenere l’interno più freddo bisogna fornire energia, quella stessa energia che diventa calore sul retro del frigo. Il calore immesso in cucina è maggiore di quello sottratto all’interno del frigo. Il frigo può vincere la sua piccola battaglia all’interno, ma perderà sempre la guerra. Le leggi dell’universo dicono che il frigo aperto non può raffreddare la cucina perchè la piccola quantità di fresco all’interno deve essere superata dal calore extra e dall’entropia all’esterno. Aprendo la porta del frigo la cucina quindi si scalda, perchè l’Universo e il secondo principio della termodinamica alla fine devono vincere.