Equilibrio per rumore termico

[angel99]

A seguito di un intervento in un altro thread, mi sono posto alcune domande sul trasferimento energetico tra sistemi isolati ad opera del rumore termico. Consideriamo quanto visibile in figura.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

A e B sono due ambienti adiabatici con temperature Ta e Tb, diverse tra loro. Ra e Rb sono resistori in equilibrio termico con il proprio ambiente, soggetti all’effetto Johnson. Fino a quando S è aperto, non vi è alcuna interazione tra A e B e le variabili di stato del sistema restano invariate.

Alla chiusura di S, la sorgente di rumore termico contenuta in A vede un carico costituito dalla serie dei due resistori. Contemporaneamente, anche la sorgente di rumore termico contenuta in B vede lo stesso carico ai suoi capi.

L’effetto è che parte della potenza di rumore viene dissipata all’interno dello stesso ambiente che l’ha generata, ma parte viene dissipata nell’ambiente opposto. Si ha quindi passaggio energetico da un ambiente all’altro. Di conseguenza, la temperatura dell’ambiente generatore tende a scendere, mentre quella dell’ambiente opposto a salire.

Essendoci generatori in entrambi gli ambienti, lo scambio energetico è reciproco. Ciò che però è fondamentale considerare, è che il trasferimento energetico è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta del generatore e che quindi più calda è la sorgente e più questa tenderà a trasferire energia all’altra parte.

Quanto descritto sopra porta inevitabilmente a concludere che a seguito della chiusura di S, in un tempo dipendente dalla banda passante del collegamento elettrico, si giunge all’equilibrio termico tra i due ambienti.

C’è qualcosa che mi è sfuggito?

[richiurci]

A parte le possibili considerazioni su cosa abbia causato questa tua deriva filosofica

in questo caso non vedo quale sia il problema, essendoci un filo i due sistemi non sono più isolati ed è giusto che tendano a portarsi alla stessa temperatura.

Non vedo nessuna violazione e dirò di più: se il filo conduce corrente conduce anche calore...quindi oltre ad aggiungere un altro contributo al trasporto di energia, se non lo isoli scaldi pure l'ambiente esterno

[simo85]

C’è qualcosa che mi è sfuggito?

Ma nel circuito proposto da DirtyDeeds c'è il diodo ideale. Nel tuo no.

[angel99]

Ma nel circuito proposto da DirtyDeeds c'è il diodo ideale. Nel tuo no.

Infatti questo circuito è diverso. La questione mi ha stuzzicato parecchio e credo valga un'analisi approfondita.

se il filo conduce corrente conduce anche calore

richiurci, non banalizzare o aggiungere... rumore!
Se si considerano in ipotesi i due ambienti come adiabatici, ogni trasferimento termico è escluso a priori.

[DirtyDeeds]

Nel circuito disegnato in [1] sapresti calcolare la potenza che a un generico istante di tempo il resistore Ra trasferisce a Rb e quella che Rb trasferisce a Ra?

[angel99]

Nel circuito disegnato in [1] sapresti calcolare la potenza che a un generico istante di tempo il resistore Ra trasferisce a Rb e quella che Rb trasferisce a Ra?

Senza dubbio.

E' necessario stabilire la banda passante elettrica per semplificare la questione (semplificarla dal punto di vista analitico, non da quello fisico).

Se non si inserisce la limitazione di banda bisogna ricorrere al modello quantistico che è ben più complesso, ma che alla fine fornisce gli stessi risultati.

[DirtyDeeds]

E' necessario stabilire la banda passante elettrica per semplificare la questione (semplificarla dal punto di vista analitico, non da quello fisico).

No, non serve.

[angel99]

Fallo tu, allora.

[DirtyDeeds]

Fallo tu, allora.

No, non credo: non sono io che ho fatto la domanda in [1].

[angel99]

DirtyDeeds, ciò che stai facendo si definisce spoiling. E' facile intuire la motivazione per la quale tu lo stia facendo, e non ti fa onore.