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L' entropia svelata. La seconda legge della termodinamica ridotta a puro buon senso

L' entropia svelata. La seconda legge della termodinamica ridotta a puro buon senso

di Arieh Ben-Naim


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Descrizione del libro

«Sin da quando ho sentito la parola “entropia” per la prima volta, sono stato affascinato dalla sua natura misteriosa. Ricordo vivamente il mio primo incontro con l’entropia e con la Seconda Legge della Termodinamica. È stato più di quarant’anni fa». E anche il lettore di questo volume sarà conquistato dalla naturalezza con cui l'autore mostra che dietro al concetto di entropia e alla Seconda Legge della termodinamica non si nasconde alcun mistero: basta il buon senso per capire l'evoluzione dei sistemi complessi. Questo libro, che è il frutto della dedizione all'insegnamento e dell’esperienza come docente dell’autore, si propone di far comprendere il funzionamento della seconda legge della termodinamica, assieme al concetto di entropia, anche a chi non ha potuto seguire i corsi che ne mostrano l'interpretazione statistica, grazie a uno stile semplice e accessibile e a esempi basati sul gioco dei dadi e sull’esperienza della vita quotidiana.

Indice:

Introduzione

Prefazione

1 Introduzione e breve storia della Seconda Legge della termodinamica
1.1 La formulazione non-atomistica della Seconda Legge
1.2 La formulazione atomistica della Seconda Legge

2 Una breve storia della teoria della probabilità, della teoria dell’informazione e tutto il resto
2.1 La definizione classica
2.2 La definizione basata sulle frequenze relative
2.3 Eventi indipendenti e probabilità condizionale
2.4 Tre avvertimenti
2.4.1 Probabilità condizionale e probabilità soggettiva
2.4.2 Probabilità condizionale e nesso causa-effetto
2.4.3 Probabilità condizionale e probabilità congiunta
2.5 Un sorso di teoria dell’informazione
2.6 Un sorsino di matematica, fisica e chimica
2.7 A proposito di lotterie
2.8 A proposito di ordine e disordine
2.9 Un problema di-cile
2.10 Risposte ai problemi
2.10.1 Risposte al problema della roulette
2.10.2 Risposte a “a proposito di lotterie”
2.10.3 Risposte a “a proposito di ordine e disordine”
2.10.4 Risposta a “un problema di-cile”

3 Dapprima giochiamo con dadi reali
3.1 Un solo dado
3.2 Due dadi
3.3 Tre dadi
3.4 Quattro e più dadi

4 Giochiamo con dadi semplificati e diamo un primo sguardo alla Seconda Legge
4.1 Due dadi; N = 2
4.2 Quattro dadi; N = 4
4.3 Dieci dadi; N = 10
4.4 Cento dadi; N = 100
4.5 Mille dadi; N = 1000
4.6 Diecimila dadi; N = 10000

5 Sperimentate la Seconda Legge con tutti i vostri cinque sensi
5.1 Osservate con la vostra vista
5.2 Annusate con il vostro olfatto
5.3 Assaporate con il vostro gusto
5.4 Ascoltate con il vostro udito
5.5 Sentite con il vostro tatto

6 Infine, afferratela con il vostro buon senso

7 Passiamo dal mondo dei dadi al mondo reale
7.1 La corripondenza con il processo di espansione
7.2 La corrispondenza con il processo di deassimilazione
7.3 Riassunto dell’evoluzione del sistema verso lo stato di equilibrio
7.4 Miscelazione di tre componenti
7.5 Trasferimento di calore da un gas caldo a uno freddo
7.6 Mettete alla prova la vostra comprensione della Seconda Legge

8 Riflessioni sullo stato della Seconda Legge della Termodinamica come legge della fisica
8.1 Qual è l’origine del mistero?
8.2 L’associazione dell’entropia al “disordine”
8.3 L’associazione dell’entropia all’informazione mancante
8.4 La Seconda Legge è intimamente associata alla direzione del tempo?
8.5 La Seconda Legge della Termodinamica è una legge della fisica?
8.6 Possiamo fare a meno della Seconda Legge?

Bibliografia

Note sull'autore: 
Arieh Ben-Naim è professore del Dipartimento di Fisica Chimica della Hebrew University di Gerusalemme e da oltre quarant’anni studia i diversi aspetti della fisica chimica con particolare attenzione per gli aspetti teorici e sperimentali della struttura dell'acqua, delle soluzioni in base acquosa e delle interazioni idrofobiche o idrofile, allargando le sue ricerche anche alle applicazioni in biochimica e biofisica. Parallelamente si è dedicato alla didattica, focalizzando il suo impegno di docente sulla termodinamica.
È autore di monografie sulla teoria molecolare delle soluzioni (1974, 2006 e 2009), sulle interazioni idrofobiche (1980), sulla termodinamica della solvatazione (1987) e di trattati sulla termodinamica statistica (1992 e 2008).

Note sul traduttore:
Diego Casadei è ricercatore per la New York University e lavora al CERN (Ginevra) nei campi della fisica delle alte energie (esperimento ATLAS) e dell'astrofisica. In precedenza ha lavorato a Bologna (Università di Bologna e Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) sull'esperimento AMS.

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