tazza di te e teiera

Chiacchiere di fisica di Stefano Marcellini

Chiedetelo in modo provocatorio al vostro vicino di bancone la prossima volta che siete al bar, per intavolare una stimolante discussione di fisica! È una cosa talmente normale che non ci si pensa, però perché non può succedere il contrario, cioè che l'acqua fredda si raffreddi ancora di più, cedendo calore al resto del tè, e facendolo magari bollire? Che cosa lo impedisce?

Occhio che non sarebbe mica una curiosità da disturbati di mente! Infatti, metti caso che fosse possibile, avremmo risolto tutti i problemi energetici della terra. Sarebbe un modo fantastico per produrre energia pulita in modo inesauribile: ho dell'acqua tiepida, e basta del ghiaccio per scaldarla fino a farla bollire, e lo stesso ghiaccio poi lo potrei usare di nuovo e di nuovo, portando a ebollizione tutta l'acqua che mi pare. E poi potrei mettere il filmato su Facebook, scrivendo "Diffondete prima che lo censurino", seguito da molti punti esclamativi e qualche 1.

Sembra una domanda idiota ma la risposta implica qualcosa di molto interessante.

Cosa vuol dire che il tè è caldo? Vuol dire che le particelle che lo compongono si muovono mediamente ad alta velocità. Più un corpo è caldo, più le sue molecole si muovono veloci. E ovviamente, se un corpo è più freddo, le sue molecole si muovono mediamente con una velocità minore. Ma cosa succede se mettiamo l'acqua fredda nel tè caldo?  Succede che le molecole del tè, mediamente più veloci, sbatteranno contro le molecole dell'acqua fredda, che sono mediamente più lente. E quindi, dopo l'urto, le molecole più veloci (quelle del tè caldo) andranno mediamente più lente di prima, e quelle che erano più lente (l'acqua fredda) andranno mediamente più veloci. E alla fine, dopo un po', le molecole del tè e dell'acqua avranno mediamente tutte la stessa velocità, e il nostro tè sarà globalmente tiepido.

La cosa interessante è però che se uno considerasse separatamente i singoli urti fra molecole, non vedrebbe nessuna freccia del tempo in grado di differenziare il prima dal dopo. In un filmato dei singoli urti delle molecole guardato al contrario non troveremmo niente di strano né di proibito da alcuna legge fisica. È soltanto statisticamente, cioè guardando il comportamento medio di tutte le molecole, che ci accorgiamo che esse tendono a uniformarsi in velocità. In altri termini la cosa magica è che nulla vieta all'acqua fredda di congelare se messa nel tè caldo, facendo contemporaneamente riscaldare il resto del tè. È solo mostruosamente improbabile.