Un'università spagnola risolve un problema vecchio di 100 anni e confuta il concetto di Einstein.

Il professore dell'Università di Siviglia, José María Martín Olalla, ha pubblicato un articolo in cui risolve un problema sorto 120 anni fa nel campo della termodinamica , correggendo così anche un'idea avanzata più di un secolo fa da Albert Einstein , secondo l'Università di Siviglia.

Il cosiddetto teorema di Nernst , un'osservazione sperimentale generale presentata nel 1905 che stabilisce che gli scambi di entropia tendono a zero quando la temperatura tende a zero , è stato direttamente collegato alla seconda legge della termodinamica in un articolo pubblicato sulla rivista ' The European Physical Journal Plus ', il cui unico autore è il professor Martín Olalla.

Oltre a risolvere un problema posto 120 anni fa, la dimostrazione amplia le conseguenze associate alla seconda legge della termodinamica , il principio che stabilisce l'aumento dell'entropia dell'universo .

Il problema del teorema di Nernst emerse all'inizio del XX secolo, quando le proprietà generali della materia furono studiate a temperature prossime allo zero assoluto (273 gradi sotto zero). Per questi studi, Walther Nernst ricevette il Premio Nobel per la Chimica nel 1920 .

Per spiegare i suoi risultati, Nernst sostenne che lo zero assoluto doveva essere inaccessibile perché altrimenti sarebbe stato possibile costruire una macchina che, usando lo zero assoluto come refrigerante, avrebbe convertito tutto il calore in lavoro, il che sarebbe andato contro il principio dell'aumento dell'entropia, e così dimostrò il suo teorema nel 1912.

Subito dopo, Einstein confutò questa dimostrazione, sottolineando che una macchina così ipotetica non poteva essere costruita nella pratica e, pertanto, non poteva mettere in discussione la validità del principio dell'aumento dell'entropia .

Einstein separò quindi il teorema dalla seconda legge della termodinamica e lo associò a una terza legge, indipendente dalla seconda, idea che viene confutata dallo studio di Martín Olalla.

Nella dimostrazione presentata, il professor Martín Olalla introduce due sfumature omesse da Nernst ed Einstein: il formalismo della seconda legge della termodinamica richiede, da un lato, l'esistenza della macchina immaginata da Nernst e, dall'altro, impone che questa macchina sia virtuale; la macchina non consuma calore, non produce lavoro e non mette in discussione la seconda legge.

La concatenazione di entrambe le idee ci consente di concludere che gli scambi di entropia tendono a zero quando la temperatura tende a zero (teorema di Nernst) e che lo zero assoluto è inaccessibile.

Martín Olalla sottolinea che "un problema fondamentale della termodinamica è distinguere la sensazione di temperatura, la sensazione di caldo e di freddo, dal concetto astratto di temperatura come grandezza fisica", e aggiunge:

Nella discussione tra Nernst ed Einstein, la temperatura era semplicemente un parametro empirico: la condizione dello zero assoluto era rappresentata dalla condizione che la pressione o il volume di un gas si avvicinassero allo zero. Formalmente, il secondo principio della termodinamica fornisce un'idea più concreta di cosa sia lo zero naturale della temperatura . L'idea non è legata a una sensazione, ma a quella macchina che Nernst immaginò ma che deve essere virtuale. Questo cambia radicalmente l'approccio alla dimostrazione del teorema.

Lo studio sottolinea che l'unica proprietà generale della materia prossima allo zero assoluto che non può essere messa in relazione con la seconda legge della termodinamica è l'annullamento delle capacità termiche , formulata anch'essa da Nernst nel 1912.

Tuttavia, Martín Olalla propone una formalizzazione diversa: "Il secondo principio contiene l'idea che l'entropia sia unica allo zero assoluto. L'annullamento dei calori specifici non fa altro che aggiungere che questo valore unico è zero. Sembra più un'importante aggiunta che un nuovo principio".