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Scienze – La fisica del frigorifero

Può un frigorifero aumentare il disordine dell’Universo?

In natura esistono alcuni fenomeni che risultano spontanei, mentre altri sono decisamente poco probabili. È facile immaginare, ad esempio, come una tazza di latte riscaldato con il tempo si raffreddi trasferendo calore all’ambiente esterno a temperatura minore. Quello che invece generalmente non si osserva è il contrario, ovvero che una tazza di latte sul tavolo dopo qualche ora torni bollente. A meno che, è ovvio, non si rimetta la tazza nel microonde.  

In fisica esiste infatti un principio, noto come secondo principio della termodinamica, che afferma che il calore fluisce sempre da un corpo a temperatura maggiore verso un corpo a temperatura minore e mai viceversa. Questo comportamento continua finché entrambi i corpi non hanno raggiunto un equilibrio, ovvero la stessa temperatura. L’entropia è la grandezza che misura il grado di equilibrio raggiunto da un sistema in un certo momento. In natura ciò si manifesta come uno stato con maggiore disordine.

Il secondo principio, sviluppato a metà Ottocento da diversi fisici, può essere applicato anche a uno degli elettrodomestici più diffusi nelle nostre case: il frigorifero. Oltre a essere indispensabile per la conservazione di cibi e bevande che ci aiutano a rinfrescarci in queste torride giornate estive, il frigorifero permette il passaggio di calore tra due sorgenti a temperatura diversa tra loro sfruttando il lavoro meccanico di un compressore che funziona grazie alla corrente elettrica.

Il funzionamento del frigorifero e il secondo principio della termodinamica

Il frigorifero altro non è che una macchina in grado di assorbire calore dall’interno e di trasferirla all’esterno tramite una trasformazione ciclica. Sul retro del frigorifero, è infatti posizionata una serpentina esterna, nella quale circola del vapore. Grazie a un compressore si aumenta la pressione e la temperatura del vapore che, trasformandosi in liquido, rilascia calore nell’ambiente esterno. Il fluido entra poi nel frigorifero passando attraverso una valvola di espansione che lo riporta allo stato di vapore. Qui il fluido, freddo e a bassa pressione, assorbe calore dall’interno del frigorifero così da raffreddarlo. Ritornando all’esterno del frigo, il vapore viene nuovamente compresso riprendendo il ciclo. 

Questo processo genera un rilascio di calore verso l’esterno permettendo agli alimenti che riponiamo nel frigo di conservare una temperatura ideale.  Quando apriamo la porta del frigo peggioriamo l’isolamento dell’interno facendo sì che la macchina abbia bisogno di estrarre maggior calore dall’interno provocando una produzione di nuova entropia da parte del frigorifero durante il rilascio di calore all’esterno. Stiamo quindi, seppur in minima parte, aumentato il grado di disordine del nostro Universo. 

© IL QUOTIDIANO ONLINE 2021 RIPRODUZIONE RISERVATA

di Marianna Fusco

Una mente scientifica e un'anima letteraria, affascinata da qualsiasi cosa abbia una storia da raccontare. Curerà la rubrica “Reticoli di Idee”

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