Discussione:Legge di conservazione dell'energia

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Legge di conservazione dell'energia
Argomento di scuola secondaria di II grado
Materiafisica
Dettagli
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Progetto Wikipedia e scuola italiana

In forma generale la legge di conservazione dell'energia può essere espressa nella forma: "l'operatore hamiltoniano di un sistema di particelle elementari isolato, non dipende dal tempo".

Ma non era un principio? --Danilo 23:39, 16 lug 2006 (CEST)

Unione della voceModifica

Suggerisco di unire la voce a Principio di conservazione per la prima parte e Energia meccanica per la seconda parte, e fare redirect a Principio di conservazione, dove andrebbero create anche le sezioni Legge di conservazione della quantità di moto e Legge di conservazione della materia. Una alternativa potrebbe essere quella di spostare a energia meccanica gran parte della voce e sviluppare il concetto riguardo al bilancio di energia. --Aushulz (msg) 18:57, 17 ago 2008 (CEST)

Ehm...Modifica

Sicuri che non manchino un paio di non ?:

La legge di conservazione dell'energia è la più importante delle leggi di conservazione note in fisica quantistica. Nella sua forma più intuitiva questa legge afferma che, sebbene possa essere trasformata e convertita da una forma all'altra, la quantità totale di energia di un sistema isolato varia nel tempo, ovvero il suo valore varia nel tempo.

==> La legge di conservazione dell'energia è la più importante delle leggi di conservazione note in fisica quantistica. Nella sua forma più intuitiva questa legge afferma che, sebbene possa essere trasformata e convertita da una forma all'altra, la quantità totale di energia di un sistema isolato non varia nel tempo, ovvero il suo valore non varia nel tempo.


Paragrafo da sistemareModifica

Riporto un paragrafo estratto da Principio di conservazione (ora redirect) in quanto contiene alcune cose interessanti ma è assolutamente da sistemare radicalmente. ^musaz 23:58, 29 giu 2010 (CEST)

In un sistema isolato, cioè in un sistema sul quale non agiscono forze esterne, l'energia totale (somma dell'energia meccanica, termica, elettromagnetica, della massa, ecc.) non può subire variazioni, quali che siano le trasformazioni che subiscono le singole forme di energia.

Questa sintetica definizione del principio di conservazione dell'energia totale, un vero e proprio fondamento della fisica, merita di essere approfondita per meglio apprezzare il suo significato e la sua portata.

In fisica esistono numerose leggi che riguardano la conservazione della materia (massa) e dell'energia: conservazione della materia, dell'energia meccanica, della massa-energia, della quantità di moto, del momento angolare, della carica elettrica, ecc.. Nello svolgimento di un fenomeno fisico, mentre le grandezze in gioco cambiano continuamente nel tempo, c'è una grandezza che rimane sempre costante, dall'inizio alla fine del fenomeno. Ad esempio, l'energia meccanica (cinetica + potenziale) dissipata dalle forze di attrito non scompare nel nulla ma si ritrova trasformata in energia interna dei corpi tra cui si svolge l'attrito, sotto forma di aumento dell'energia cinetica delle molecole (aumento della temperatura). Quando fermiamo la nostra vettura dalla velocità di 50 km orari a zero, la somma dell'energia meccanica della vettura e dell'aumento dell'energia interna dei corpi in attrito (freni, pneumatici, asfalto stradale e aria) resta costante in ogni istante (energia totale). Nelle centrali nucleari l'energia nucleare contenuta nei nuclei di uranio si trasforma inizialmente in energia interna del vapore, poi in energia meccanica e infine in energia elettrica. Nel Sole ogni secondo 600.000.000 di tonnellate di idrogeno si trasformano in 595.500.000 tonnellate di elio. Dopo questa trasformazione (fusione termonucleare), 4.500.000 tonnellate di idrogeno (pari allo 0,75%) sembrano svanite nel nulla; in realtà questa massa mancante si è trasformata direttamente in energia, ossia in radiazione elettromagnetica, secondo l'equazione di Albert Einstein E=mc².

Ma le leggi di conservazione, costantemente verificate a livello macroscopico nello studio dei fenomeni, valgono e vengono verificate anche a livello subatomico e nucleare (legge di conservazione del numero barionico, del numero leptonico, della massa-energia, ecc.), ossia in ambiti fisici dove la meccanica di Newton e Galileo non è più valida. Negli acceleratori di particelle viene costantemente verificato che l'urto di due fotoni genera una coppia elettrone-positrone avente l'identica energia dei fotoni iniziali, e, viceversa, la collisione di un elettrone e un positrone causa la loro annichilazione e trasformazione in due fotoni della stessa energia. Tali fenomeni riguardanti la trasformazione dalla materia all'energia (e viceversa), avvengono sempre nel rispetto assoluto dell'equazione di Einstein (E=mc²).

Il complesso delle leggi fisiche di conservazione conducono ad un significato più generale rispetto alle stesse leggi singolarmente considerate, per cui si parla di principio di conservazione dell'energia totale (principle of conservation of energy) nella sua accezione più generale (comprendente tutte le diverse forme di energia in gioco nel fenomeno considerato) e non soltanto di legge (in tal senso l'Amaldi, citato in bibliografia) "perché non si tratta di una semplice conseguenza di altre leggi, ma di un assioma ricavato per induzione da moltissime esperienze", di un vero e proprio principio universale, in base al quale in natura nulla si crea e nulla si distrugge ma tutto si trasforma.

Scrive l'Amaldi (su Fisica 1, pag. 256, vds. bibliografia): “Anche l'Universo, nel suo insieme, può essere considerato un sistema isolato, perché non ha senso pensare che al di fuori di esso vi sia qualcos'altro. Sulla base delle nostre conoscenze siamo convinti che, se fosse possibile misurare tutta l'energia che l'Universo contiene, si potrebbe verificare che la quantità totale di joule al suo interno è uguale a quella di circa 15 miliardi di anni fa e continuerà a restare immutata nel futuro più lontano.”

Coerente con il principio di conservazione è la recente teoria del Big Bounce del fisico americano Martin Bojowald, che prende concettualmente il posto del Big Bang e del Big Crunch, fondendoli in una nuova formulazione scientifica, per la quale l'Universo attuale non sarebbe altro che l'ennesimo rimbalzo di un precedente Big Crunch (Universo ciclico e perpetuo). Questa teoria esclude la singolarità iniziale puntiforme (prevista dalla teoria classica del Big Bang), sorta dal nulla con volume zero ma dotata di energia e densità infinite, ipotesi che appare inverosimile sulla base di tutte le leggi fisiche note ("a mathematically nonsensical state" - vds. l'articolo pubblicato sul sito www.science., citato in bibliografia). Il Grande Rimbalzo, infatti, avverrebbe prima che il collasso gravitazionale possa arrivare alla singolarità.

In linea con il principio di conservazione è anche l'osservazione scientifica della inesistenza del vuoto: nello spazio il vuoto-nulla non esiste, c'è sempre perlomeno una quantità minima di energia, denominata energia di punto zero.

Il principio di conservazione della materia e dell'energia (dopo Einstein della massa-energia) ha, evidentemente, rilevanti implicazioni anche al di là dell'ambito della fisica e della cosmologia. Il dato di fatto che nulla può essere creato e nulla può essere distrutto (nel senso dell'annullamento-disintegrazione) implica l'ipotesi che l'Universo sia del tutto autosufficiente: un eterno divenire della realtà fisica (energia-materia) che non ha mai avuto origine e non avrà mai fine (cfr. S. Hawking, dal Big Bang ai buchi neri, pagg. 160 e 165).

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