BREVI INFORMAZIONI SULLA TERMODINAMICA


La Rivoluzione Industriale contribuì enormemente allo sviluppo delle conoscenze scientifiche, in particolare quelle relative al "calore". Il "fuoco", fonte importante di calore, fin dal momento in cui l'uomo imparò a controllarlo e a produrlo, fu un "fenomeno rivoluzionario", che determinò cambiamenti sostanziali in diversi campi della vita umana, ma fu considerato per millenni una "espressione divina", sconosciuta, quasi magica, come per la maggior parte dei fenomeni naturali.
Il fuoco veniva impiegato generalmente per riscaldarsi, per cucinare i cibi, per fondere i minerali ma agli inizi del XVIII sec., si comincia ad usarlo per "muovere" i corpi. Nell'antichità si ricorda Erone che ideò, a scopo dimostrativo, alcuni interessanti dispositivi che vedevano l'applicazione del fuoco [si veda la "storia del vapore"]. Ma le prime e vere applicazioni pratiche si ebbero nei secoli XVII e XVIII. Si diceva, ad esempio, che Newcomen, con la sua macchina degli inizi del '700, riusciva a "sollevare l'acqua col fuoco". Si svilupparono gli studi di tale fenomeno fino alla nascita di una branca della fisica detta appunto "termodinamica" dal greco "thermos = "caldo" e "dynamikòs", agg. di "dynamis" = "forza", cioè la "forza del calore".

La termodinamica, oggi, si definisce come la scienza che studia le trasformazioni dell'energia termica (calore) in energia meccanica, cioè quella forma di energia che posseggono i corpi in virtù del loro movimento. La nascita della termodinamica, così come oggi la intendiamo, si può quindi far risalire alla prima metà del 1800. In realtà affonda le sue radici nell'antichità e soprattutto nelle ricerche che, intorno al calore, hanno tenuto occupati filosofi e fisici. La distinzione tra caldo e freddo fu fonte di confusione: gli studiosi affermavano che caldo e freddo fossero proprietà specifiche e distinte dai corpi. Si dovrà arrivare al 1623 perché Galileo Galilei affermi nella sua opera "Il Saggiatore" che il freddo non è una qualità positiva dei corpi, sebbene una privazione di caldo e che non è insito nella materia. Fino agli inizi del XIX secolo l'effetto del calore era spiegato affermando l'esistenza di un fluido invisibile detto "calorico", capace di trasferirsi dai corpi più caldi a quelli più freddi. Sebbene la teoria del calorico spiegasse bene certi fenomeni di propagazione del calore, dagli esperimenti fu confermata la sua inesistenza, ma la teoria resisteva. Le nuove idee tardarono ad affermarsi finché, intorno alla metà del secolo XIX, un gruppo di studiosi, quasi indipendentemente l'uno dall'altro, enunciò il concetto di equivalenza tra calore e lavoro, intendendo, quest'ultimo, come l'effetto di una forza che provoca o modifica il movimento del corpo su cui agisce: é l'embrione del primo principio della termodinamica. Contemporaneamente allo sviluppo di tali studi, stava aprendosi nella fisica un nuovo concetto, quello di energia definita come "capacità di un sistema fisico a compiere lavoro" e il calore, appunto, fu considerato una forma energia.