La facilità con cui un profumo si diffonde nell'aria è regolata dalle leggi dell’entropia o del caos? Entropia e leggi del caos sono contrastanti? (Pietro) (2233_3206_5522)
I processi di diffusione (ed in genere di trasporto) sono dovuti agli effetti combinati della diffusione molecolare e del campo di velocità [211] . In genere il contributo dominante è quello proveniente dal campo di velocità. Ovviamente è possibile avere mescolamento anche in un fluido perfettamente fermo per il solo effetto della diffusione molecolare .
Diffusione molecolare
Questo meccanismo, sempre presente, è però estremamente lento, ad esempio se si volesse mescolare, con il solo effetto della diffusione molecolare, 100 grammi di coca-cola e 20 grammi di whisky (per fare il famoso cuba libre), occorrerebbero delle ore. Agitando il bicchiere bastano pochi secondi.
E' naturale aspettarsi un mescolamento molto rapido ed efficiente in presenza di un campo di velocità turbolento (con brusche variazioni nel tempo e nello spazio)[250]; meno intuitivo è il fatto che un mescolamento rapido può essere ottenuto anche con campi di velocità molto regolari. Questo fenomeno, detto caos lagrangiano [234], è un esempio di sistemi dinamici caotici . Possiamo quindi dire che la facilità di diffusione del profumo è dovuta al caos e non alla diffusione molecolare.
Per quanto riguarda la questione della connessione tra entropia [100] e caos non è facile dare una risposta conclusiva: su questo punto non c'è un'opinione unanime tra gli esperti. Senza entrare in dettaglio diciamo che il caos (nel senso di sensibile dipendenza dalle condizioni iniziali) è un concetto valido anche in sistemi con pochi gradi di libertà, mentre l'entropia termodinamica è associata a sistemi con un grande numero di componenti.
Angelo Vulpiani – Fisico
Nota redazionale SxT
Ai nostri webnauti che desiderano approfondire l’argomento consigliamo la interessante lettura di: Determinismo e Caos – A. Vulpiani. Carocci editore, 200