Scusate ma non mi tornano un po di cose ...
1. non capisco bene perchè si dice che non va bene la spiegazione degli urti più forti dove la temperatura è maggiore, e nella spiegazione alternativa non mi è chiaro perchè il gas freddo va verso quello caldo -non mi pare ci sia un gradiente di pressione, altrimenti si muoverebbe anche la pala(?)- e perchè tale muovimento del gas freddo verso quello caldo provoca il muovimento della pala (terzo principio?pressione maggiore perchè ora ce più gas su un lato?)
2. non mi è proprio chiaro perchè il radiometro gira in senso contrario se immerso in acqua fredda o messo in un frigorifero. (il nero emette meglio -già qui...- , e per questo si rafredda meglio e prima della paletta bianca ? )
qualcuno riesce per caso a capirci qualcosa? lo spero tanto... io sono un po confuso
ps una sciocchezzina: conoscete il giochino di una barchina a propulsione "a candela di cera"?
è molto simpatico e non poi così banale il suo funzionamento...
http://www.klangspiel.ch/boat_common/avi/20051115_140530_tucker.avi
un saluto, c
28 commenti:
guardate queste figure e ignorate il tedesco, intuirete il funzionamento!
primo
guardare pag 2 di questo file
E il capitano ci riportò alla fisica:)...
A proposito dell'esperimento di Reynolds, riporto il mio commento che chiuse la discussione di fine giugno:
"se si ha un piatto poroso con una delle due facce più calde, allora l'aria passa dalla faccia fredda a quella calda"
A me questa cosa non tornava.
E invece le parole illuminanti del marinaio:) forse gettano luce su questo esperimento...perchè forse sul lato caldo, le molecole rimbalzano con velocità grande e fuggono; quindi si crea, fatto che apparentemente è paradossale, un gradiente di pressione verso il lato caldo, che nel caso in questione è la faccia nera. Trovandosi la faccia nera spinta dalle molecole sopraggiunte dietro di essa...si spiega l'evidenza.
Non sono del tutto convinto di questa argomentazione perchè usa il fatto che le molecole sul lato nero rimbalzano con velocità maggiore e fuggono, quando questo fatto era stato negato per confutare la seconda spiegazione, quella portata avanti dal capitano.
Non so..."
Possiamo riprendere la discussione da qui.
Quel che si sa è che voi avete osservato, perchè io non c'ero, che le palette girano come se un omino spingesse in avanti la parte nera.
Poi un esperimento della fine dell'800 mostrò che se si creasse un vuoto troppo spinto nella campana, le palette starebbero ferme. Ciò fa pensare che la spegazione risieda nell'aria più che nella luce.
Wiki dice che le soluzioni più accreidate sono quelle di Reynolds e di Einstein.
Quanto a quella roba col ghiaccio non so.
Fighissima la barchetta.
Ora mi hai già spiegato come funziona, ma ti assicuro che non avrei capito dalle figure:)...
Inoltre, non è facile ignorare il tedesco...fa male solo alla vista:)!
comunque faccio notare che si tratta di spiegazioni solo qualitative...
per essere più precisi o aspettiamo di capire la spiegazione di Einstein, oppure ci affidiamo a qualche filosofo-chimico-fisico sperimentale...ce ne stanno tanti pure da noi...
scherzo capitano, scherzo:)!
Ora riparo l'oltraggio:), ti scrivo l'inizio della prefazione del libro di meccanica quantistica che ho appena comprato:
"Sakurai era un'ospite sempre molto gradito al CERN perchè era uno dei pochi teorici ad interessarsi ai dati sperimentali ancor più che al gioco teorico stesso. [...] Egli pensava che la maggior parte della fisica teorica fosse restrittiva e distaccata dalle cose pratiche:<<...vediamo numerosi teorici specializzati, ma non acculturati, che sono a conoscenza del formalismo LSZ (???) degli operatori di campo di Heisenberg, ma non sanno perchè un atomo, eccitato, emana radiazioni oppure non conoscono la derivazione quantomeccanica della legge di Rayleigh che spiega perchè il cielo è azzurro!!!!!!!!>>
Ti piace ve':) ??
ammetto che non e' male ;)
cmq su ulisse dice che c'e' stato un esperimento a pressione strabassa dove le pale girano come la teoria el.mag. dice
poi non capisco Trovandosi la faccia nera spinta dalle molecole sopraggiunte dietro di essa...si spiega l'evidenza. ma l'evidenza e' che il nero va indietro e segue il bianco. non capisco come si crea questo movimento se le molecole vanno freddo al caldo, ovvero da bianco a nero...
forse e' che non creandosi nessun gradiente di pressione ma solo di temperatura e di densita' come viene detto, le molecole di aria fredda diffondono verso quelle di aria calda appunto per il gradiente di densita' (me lo immagino come due camere di vol V, una con n particelle, una con m < n particelle. una ha pero' temperatuta maggiore. pressione p=mRT/V uguale.)
pero' perche' si inizia a muovere la pala? le molecole non possono spingere perche' la pala va nell' altro senso, al massimo danno calci all'indietro correno in avanti :(
oppure una volta arrivate dall'altra parte succede qualcosa?aumenta la pressione? mah...
effettivamente ora mi convince di piu' il mio ultimo post...
il motivo per cui non va bene la spiegazione "sulla parte piu' calda c'e' pressione maggiore da cui il movimento" dovrebbe essere questo che segue in corsivo e non come dicevi, t, che le altre particelle vengono ostacolate di piu' (scusa in un contenitore se aumenti la temperatua aumenta la pressione, e se fosse vero quello che dici, non dovrebbe aumentare la pressione, o sbaglio?)
To understand why these common explanations are wrong think first of a simpler set-up in which a tube of gas is kept hot at one end and cool at the other. If the gas behaves according to the ideal gas laws with isotropic pressure, it will settle into a steady state with a temperature gradient along the tube. The pressure will be the same throughout otherwise net forces would disturb the gas. The density would vary inversely to temperature along the tube. There will be a flow of heat from the hot end to the other but the force on both ends will be the same because the pressure is equal. Any mechanism you might conjecture that would give a stronger force on the hot end than on the cool end with no tangential forces along the length of the tube cannot be correct since otherwise there would be a net force on the tube with no opposite reaction. The radiometer is a little more complex but the same principle should apply. No net force can be generated by normal forces on the faces of the vanes because pressure would quickly equalise to a steady state with just a flow of heat through the gas.
sinceramente non mi e' chiaro :) che palleeeee!!!!
porca tro** qui parla di stato stazionario... ma da noi non c'e' una sega di stazionario direi...
non capisco perche' non ci puo' essere pressione maggiore dovuta a temp maggiore ma ci debba essere pressione uguale e densita' diversa...
mi arrendo, bandiera bianca!
Capiatno, cerco di capirci qualcosa insieme a te!
Secondo me il problema se lo riconduciamo agli urti diventa un pò incasinato. Proviamo con una cosa semplice. Legge dei gas "perfetti". Abbiamo appreso che sul lato in cui la paletta è colorata di nero, l'aria è più calda, mentre dall'alto più fredda. A parità di volumi quindi sul lato nero ci dovrà essere una pressione maggiore rispetto al lato specchiato. Così va un pò meglio?
Scusa Capitano, ho appena letto adesso la parte in corsivo e in inglese (la potevi tradurre no! ;-)) Io non sono d'accordo. Il ragionamento fatto si può applicare ai bordi delle palette ma non sulle superfici. Ad ogni modo tutto il ragionamento sulla densità non mi convince per niente anche se descrive quello che accade. Il motivo è semplice. La "densità" non fa muovere un tubo in natura! Ciò che fa muovere le cose è sempre una forza! e i gas possono esercitare solo un tipo di forze (a livello macroscopico) e cioè le pressioni. Il problema deve essere per forza ricondotto ad un gradiente di pressione! Ti convince?
Ho appena parlato con il Timoniere e mi ha detto "a parità di volume" nel penultimo post potrebbe creare ambiguiotà. Ci sono due modi per superarla. Uno rozzo mentre un altro più elegante. Quello rozzo è: si prenda da entrambi i lati uno spessore infinitesimo; per questa scelta la temperatura dalle due parti della paletta è ben definita a parità di volume infinitesimo e poichè sul lato nero è più alta segue il gradiente di pressione. Integrando viene la tesi. Secondo modo un pò più elegante. Vi ricordate l'interpretazione microscopica della pressione? bene, lì la pressione è in relazione alla velo ità delle particelle indipendentemente dal volume che compare (almeno così mi sembra di ricordare) solo nel termine di densità delle molecole di gas (eccola la densità). Poichè la velocità è in relazione con la temperatura segue di nuovo la tesi.
Ciao
Scusate per gli errori da dislessico a cui sono frequentemente soggetto.
Assurdo!!!
Io sapevo che a pressioni strabasse sto coso stesse fermo...
cito wikipedia:
Pyotr Lebedev showed that in fact, the radiometer only works when there is low pressure gas in the bulb, and the vanes stay motionless in a hard vacuum.
Poi, sono andato a leggere il link dell'anonimo di Ulisse e si parla dello stesso esperimento di Lebedev del 1901 e lì si dice che il radiometro si muove nel verso giusto!!!
Questo è quindi un punto su cui non si può dibattere, perchè noi non possiamo verificare nessuna delle due affermazioni.
Però c'è groossa crisi su queesta Terra...
E poi volevo ribadire che secondo me qui rischiamo di finire a parlare in termini troppo troppo qualitativi.
Capitano...quella roba non la dico io, ma Wiki che hai linkato tu a giugno...che te posso fa io?
Io ho solo tradotto in italiano perchè so pigro e mi dava fastidio legge in inglese, quindi volevo alleviare il compito ai visitatori, pensando che pure loro preferivano l'italiano.
Quanto al radiomentro, io direi di prendere la spiegazione del marinaio (però il modo elegante non mi è troppo chiaro), che tra l'altro portavi avanti pure te 2 mesi fa.
Oppure interpretiamo l'esperimento di Raynolds che spiega quello che avete osservato.
Quanto a quello che dice il Marinaio, mi sembra sacrosanto che senza un gradiente di pressione quell'affare non si muove.
A.A.A. appello David e a.p. a esprimere un opinione su questo aggeggio che ci tormenta da 2 mesi :)...peggio del cubo di rubik (che sono quasi riuscito a fare!)
innanzitutto grazie per l'aiuto!
vedo con piacere che anche voi non siete d'accordo con la spiegazione alternativa al gradiente di pressione...
cmq un gradiente di densita' secondo me puo' far muovere nel senso che le molecole hanno un loro muovimento casuale dovuto alla temperatura e diffondono quindi cercando di ristabilire la uniforme distribuzione delle molecole. (riprendendo un esempio gia' usato: due scatole con pressione e volume uguale ma temperatura e numero di molecole diverso -ovvero densita' diverse-. vengono collegate, che succede? credo le molecole vadano un po in giro fin quando non sono disribuite uniformemente e quindi lo stato finale e': p=sempre quella, T=(T1+T2)/2. se pero' da fuori mantengo il gradiente di temperatura? ecco che (forse, pare) continua il flusso di gas da freddo a caldo...
in sostanza e' il principio zero della termodinamica (?) ...
ma cmq non capiamo xche' la spiegazione della pressione maggiore sul lato caldo non va bene....no?
gia' e' qlc sapere cosa non abbiamo capito ;)
circa le pressioni strabasse:
pare che Lebedev abbia fatto un esperimento che fa vedere la pressione della luce, ma non con il radiometro. il radiometro non ce la fa a girare come viene detto. e' riuscito a far inclinare di pochissimo un pendolo con una paletta nera all'estremita', focalizzando un fascio di luce su un punto della paletta...
tuo di qualche sett fa ;)
circa le pressioni strabasse:
pare che Lebedev abbia fatto un esperimento che fa vedere la pressione della luce, ma non con il radiometro. il radiometro non ce la fa a girare come viene detto. e' riuscito a far inclinare di pochissimo un pendolo con una paletta nera all'estremita', focalizzando un fascio di luce su un punto della paletta...
tuo di qualche sett fa ;)
Detto così mi sembra più convincente.
Però il Marianaio dice che il caso delle scatole, non è troppo esplicativo, perchè in quel caso le molecole delle 2 scatole sono a contatto mentre qui, le molecole delle due zone sono separate dalla paletta.
Allora una buona schematizzazione potrebbe essere con le 2 scatole separate da un setto (la paletta).
Se il setto fosse adiabatico, direi che non succede niente, perchè il setto può essere mosso solo da un gradiente di pressione.
Se invece il setto non è adiabatico succede che il calore passa da una parte all'altra e alla fine le due scatole (i gas dentro) avranno la stessa temperatura...
Guarda un po' che succede:
2 scatole C e F con n uguale;
rivestimento tutto adiabatico a parte il setto;
all'inizio Tc > Tf; e Vc > Vf;
Quest'ultima ipotesi io la giustifico dicendo che dato che prendo n particelle da entrambi i lati, allora le n dal lato caldo, essendo più energetiche, occupano più spazio.
alla fine, abbiamo detto che temperatura e pressione saranno la stessa in entrambe le scatole.
ma P (finale) = nRTc(finale)/Vc(finale) = nRTf(finale)/Vf(finale).
Visto che Tf è la stessa...allora i due volumi anche devono essere gli stessi e quindi Vf è aumentato e Vc è diminuito...cioè il setto è come se fosse stato spinto dalla parte fredda...
è giusto o sbaglio qualcosa?
Poi si può discutere sul modello...
Beh si, wiki dice che quella spiegazione della pressione maggiore su un lato non va bene...però se sia tu, sia il marinaio in tempi diversi vi siete buttati su quella spiegazione, qualche cavolo di verità ci sarà pure la...
La spiegazione di wiki da cacare la diarrea pure a uno stitico.
Nella spiegazione Wiki che riporta c (mi riferisco a quella in inglese) il gas è il mezzo che mette in comunicazione i due ambienti, caldo e freddo. nel nostro caso i due ambienti sono messi in comunicazione da una membrana (paletta) non mi sembra che il modello di wiki sia adeguato. A me sembra che Wiki sia applicabile solo ai margini della paletta. La cosa è verosimile! visto che non ci sono pareti che separano parte calda da quella fredda dobbiamo aspettarci che la temperatura vari gradatamente. La funzione T(r) (temperatura punto per punto) dovrà essere liscia in condizioni quasi stazionarie come quelle in cui ci troviamo (spero che nessuno abbia dato una schicchera al radiometro e che il gas presente non sia tantissimo).
A me convince pienamente. Non ho ancora però capito se a pressioni strabasse sto cazzo de radiometro gira o no. In ogni caso quello delle pressioni strabbasse è un altro problema (indipendente dal gas che è praticamente trascurabile) e quindi dipenderà solo dalla luce.
Come al solito errori...
intendevo: "la spiegazione di wiki FA cacare pure uno stitico"...
è importante sottolineare questa riflessione...
Ciao
cosa ti convince pienamente marinaio? la spiegazione con il flusso di gas da freddo a caldo al bordo della paletta?
se si, allora ancora:
-perche' quella della pressione non va bene?
-cosa di preciso provoca il movimento della pala in senso contrario al flusso di gas?
sorry c
Capitano lascia stare il flusso del gas! Guarda le pressioni! quello che è ho scritto è chiaro. le differenze di temperatura creano un gradiente di pressione che fa muovere la paletta!
Che c'è che non va?
Mi sembra coerente il fatto che il flusso del gas vada al contrario della paletta. Se inizialmente la quantità di moto (forze è meglio il momento angolare, ma proseguiamo...) era nulla dovrà continuare ad esserlo!
Ciao Capitano!
P.S. Me sta a piacè sta discussione! Alzo il coro: C'è solo un capitano, un capitaaanooo, un capitaanoo!
Ma se qualcuno cerca in biblioteca la pubblicazione di Maxwell e la passa in giro non è meglio?
"On stresses in rarefied gases arising from inequalities of temperature" James Clerk Maxwell, Royal Society Phil. Trans. (1879)
Vabbé, a noi piace fare le cose da soli.. :D
Appoggio in pieno l'ultimo commento del marinaio, a luci spente e tutto fermo il momento angolare L=0. Poi accendiamo le luci (facciamo che sono disposte tutto intorno al radiometro), le pale girano in un verso, ma dato che L deve continuare ad essere zero (non c'è alcun momento esterno), ci deve essere qualcosa che gira nel verso opposto alle pale.. e può essere solo il gas.
Qui spiega un po' meglio di Wikipedia il fenomeno e tutta la storia delle varie ipotesi proposte. Spiegando l'ultima di Reynolds-Maxwell dice:
If the gas is initially at the same pressure on the two sides, there is a flow of gas from the colder to the hotter side, resulting in a higher pressure on the hotter side if the plates cannot move. Equilibrium is reached when the ratio of pressures on either side is the square root of the ratio of absolute temperatures. This is a counterintuitive effect due to tangential forces between the gas molecules and the sides of the narrow pores in the plates.
Cioè, se te blocchi le pale si crea dopo un po' una situazione di equilibrio tale che L deve essere sempre zero (questa simile al tubo riscaldato da un solo lato, credo).. Se le pale sono libere di girare, si crea un equilibrio quando P2/P1 = rad(T2/T1)..
Adesso.. questo credo sia il massimo che possiamo fare in queste condizioni. Per saperne di più o qualcuno di voi si mette a studiare seriamente il fenomeno con esperimenti, dati ed equazioni oppure si cerca quel benedetto testo di Maxwell e lo si studia (preferisco la seconda, per pigrizia :) ).
Fino a che nessuno di noi fa una di quelle due cose tutto quello che diciamo qui vale quanto un due di coppe quando regna denari.. ;)
Oh, ricordatevi che siamo fisici, non filosofi (frecciatina) :D
e ancora co sti filosofi:)!
Comunque sono d'accordo perchè non abbiamo dati quantitativi.
Comunque, volevo far notare che il mio modello di sopra (che tanto è stato preso in considerazione :) )
o è totalmente sbagliato oppure, marinaio, sembra che permetta al setto di muoversi anche senza in gradiente di pressione, cosa che anch'io ritenevo assurda fino a stamattina, ma che il treno mi ha aiutato a riconsiderare:)...
Sei d'accordo o no?
Ma scusate, vi espongo la mia rozzissima teoria, non badate alla mia ignoranza in fisica:
per ora avete sempre parlato di aria calda e fredda che si scambiano per ripristinare l'equilibrio.
Per alcuni era strano perchè questo, considerando la singola pala, doveva avvenire solo lungo il bordo.
Ma se noi consideriamo un quarto di mulino, lì abbiamo pala chiara e pala scura molto vicine, senza nulla in mezzo.
Non potrebbe esser questa la soluzione??
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