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LA CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA

E' FALSO CHE L'ENERGIA SI CONSERVA

Una delle leggi più importanti della fisica dice che l'energia non si crea e non si distrugge, ma si trasforma: questa affermazione così perentoria e senza condizioni è FALSA. Nel nostro universo continuamente si crea e si distrugge energia a scapito o a favore della massa. Ogni combustione è una trasformazione di massa in energia, tutte le stelle vivono trasformando parte della loro massa in energia. E ciò accade secondo la legge di Einstein (vedi nel sito http://www.cronologia.it/cronoein.htm), a tutti nota(*)

Perché allora continuare ad insegnare un falso? Per almeno due buoni motivi:
a) non sempre è facile insegnare come e perché la materia si trasforma in energia e viceversa; il processo di apprendimento dei cuccioli d'uomo è lungo e richiede che si facciano piccoli passi per volta;
b) nelle applicazioni quotidiane la trasformazione di massa in energia è così piccola che non si verificano influenze sensibili sui processi in atto.
Tuttavia è indispensabile sapere che la legge di conservazione dell'energia è una legge approssimata, valida solo in certe condizioni. E quindi noi diremo che normalmente sulla Terra l'energia totale posseduta da un sistema limitato è costante, per cui, se una certa "qualità" di energia diminuisce, deve essercene un'altra che aumenta, mantenendo la somma costante.
E' basata su questo principio tutta l'idraulica e di conseguenza ha validità il teorema di Bernoulli. Addirittura, come si è già visto, la costanza della somma può essere attribuita non a tutte le forme di energia, ma ad un loro parziale elenco, escludendo ad esempio l'energia dei campi elettromagnetici degli atomi che costituiscono la massa con la quale si lavora: quando si studia il moto dell'acqua nei tubi di un acquedotto, non si va a cercare l'influenza dovuta alla presenza di ioni disciolti nel liquido!


(*) Quando due nuclei di deuterio si uniscono, si ottiene un nucleo di elio e una certa quantità di energia, mentre scompare una parte della massa iniziale, proprio secondo la relazione E = m * c2. Supponiamo di avere un protone e un neutrone: la loro massa è mp = 1,00759 u.f.m. e mn = 1,00898 u.f.m. (unità fisica di massa) e la loro somma vale mp + mn = 2,01657 u.f.m. La massa del deutone (deuterio senza elettrone) è invece di md = 2,01418 u.f.m. Diremo quindi: prima di unirsi la massa è 2,01657, dopo l'unione la massa è 2,01418 u.f.m. La differenza è 0,00239 u.f.m.
Calcoliamo quanta energia vale questa differenza di massa. Nelle unità del sistema internazionale risulta Dm = 0,00239 u.f.m. = 0,00239 * 1,660 * 10-27 kg = 396,74 * 10-32 kg e quindi

DE = c2 * Dm = (3 * 108)2 * 396,74 * 10-32 = 3570,66 * 10-16 J = 357,066 * 10-15 J

cioè circa 357 milionesimi di miliardesimo di Joule.
Questa quantità è certamente piccola. Se però ricordiamo che in un kg - massa di idrogeno ci sono miliardi di miliardi di miliardi di atomi, e che ogni secondo il Sole brucia miliardi di tonnellate di idrogeno, .......
I nuclei di elio, ottenuti come sottoprodotto della fusione nucleare, possono assumere energia e velocità tanto grandi da diventare "luce", passando quindi dallo stato di "materia" allo stato di "energia". Questo fenomeno è comune nel nostro universo e l'elemento che distingue i due stati in materia ed energia, è proprio la velocità: se essa è uguale o di poco inferiore a quella della luce, si ha una cosa che chiamiamo energia; se la velocità è molto minore, la cosa è per noi materia.
Questa nota viene da Elementi di meccanica celeste e astrofisica paragrafo "Energia solare".