Fissaidee 2

Possiamo chiederci quale sia l’origine della forza che porta il pistone a sollevarsi. Un assioma del modello particellare ci dice che le particelle sono in costante movimento. Esse, quindi, urteranno contro le pareti del cilindro ma anche contro il pistone mobile. Anche all’esterno del pistone ci sono particelle di gas (aria ad esempio) che urtano la superficie. Alla temperatura iniziale il pistone non si muove, e questo ci fa dedurre che il numero degli urti delle particelle dentro al pistone equivalga a quello delle particelle all’esterno. Ad ogni urto delle particelle interne è associata una certa forza che si oppone a quella esercitata dalle particelle all’esterno. Se iniziamo a fornire energia al sistema, trasferendola sotto forma di calore, il pistone comincia a sollevarsi. Richiamando il ragionamento appena fatto, possiamo dedurre che il pistone si sposta verso l’alto perché riceve un numero di urti superiore a quello ricevuto dall’esterno. Dato che il numero di particelle del gas che viene riscaldato è costante ciò significa che oltre ad essersi tra loro allontanate (espansione del corpo) hanno aumentato anche la loro velocità.

A seconda della temperatura la posizione del pistone è diversa:

più la temperatura aumenta più il pistone si innalza superando sempre di più la forza esercitata dalle particelle che agiscono su di esso dall’esterno, si può quindi dedurre che la temperatura del gas è collegata al numero di urti e, di conseguenza, alla velocità di spostamento delle particelle che costituiscono il gas.

Se ripensiamo al moto delle particelle di un aeriforme e come questo dipenda dalla temperatura ci rendiamo conto che riducendo la temperatura il moto relativo delle particelle si ridurrà sempre più. Nel corpo liquido le particelle continuano a muoversi in misura molto minore di quanto avviene nel gas. mentre nello stato solido le particelle non si muovono più liberamente, ma presentano solo un moto di vibrazione intorno ad una posizione fissa.