Calore specifico dei gas atmosferici

In tutti i fenomeni del mondo reale la QUANTITA’ conta spesso anche più della QUALITA’ .
Un bicchier d’acqua non può allagare una città; un bacino artificiale che crolla, può farlo.
La vulgata scientifica, politica e mediatica corrente attribuisce alla CO2 presente in atmosfera un ruolo di alterazione del clima a causa della sua capacità di assorbimento di calore radiante (infrarosso) dalla superficie del pianeta, ciò che farebbe aumentare la temperatura media del pianeta per un ipotetico “effetto serra”.
Ma la CO2 è presente in atmosfera per poco più dello 0,04% del totale dei gas atmosferici.
La domanda è: per speciale che possa essere la CO2 (e non lo è) in questa quantità è in grado di influire in qualche modo sulle temperature atmosferiche, e quindi sul clima?

Vediamo ….

1. Il calore specifico è una caratteristica della molecola ed indica la quantità di energia assorbita capace di elevare la temperatura della molecola di un grado centigrado, o altra unità di misura della temperatura. Questa quantità di energia è INDIPENDENTE dalla forma in cui viene trasferita alla molecola, cioè se per conduzione, convezione o irraggiamento.
2. I gas sono tutti SOLUBILI tra loro, cioè molecole diverse possono mescolarsi indistintamente. Si possono creare stratificazioni di molecole aventi peso specifico diverso, ma solo in condizioni di assoluta quiete, cosa che non esiste nella troposfera, se non in casi eccezionali.
3. In un volume di gas tutte le molecole di gas diversi assumono la stessa temperatura. Lo scambio termico è rapido e continuo, per cui nessuna molecola può assumere una temperatura superiore o inferiore a quelle adiacenti. L’atmosfera è composta al 99% da Azoto (78%) e da ossigeno (21%). Il restante 1% è occupato dai restanti gas. Assumiamo che questo 1% sia interamente occupato dalla CO2, in assenza di altri gas.

Prendiamo un contenitore e lo riempiamo con 100 kg di aria nelle proporzioni indicate sopra. Avremo 78 Kg di Azoto, 21 Kg di Ossigeno ed 1 Kg di CO2. Trasmettiamo a questa massa gassosa energia termica nella forma più semplice, cioè per conduzione, riscaldando il contenitore dall’esterno.
La quantità di energia necessaria per fare aumentare la temperatura dell’aria interna di +1°C sarà : 0,199 Cal x 1 Kg + 0,291 x 21 Kg + 0,244 x 78 Kg = 0,199 + 6,111 + 19,032 = 25,342 Cal/100 Kg, ovvero un calore specifico medio di 0,2534 Cal/Kg.

Adesso supponiamo che la fonte di energia sia in grado di trasferire calore SOLTANTO alla CO2, in quel dato intervallo di tempo, mentre Ossigeno ed Azoto non risentono del trasferimento dall’esterno. Gli altri due gas dovrebbero assorbire il calore dalla CO2 portandosi tutti alla stessa temperatura. Per aumentare la loro temperatura di 1°C Ossigeno ed Azoto richiedono 6,111 + 19,03 = 25,141 Cal. Ma la CO2, per assorbire tutte queste calorie, più quelle necessarie ad aumentare la sua temperatura (0,199 Cal) deve avere una capacità di assorbimento termico pari a 25,342 Cal, in quella medesima frazione di tempo, ma visto che il suo calore specifico è quello che è, la sua massa dovrebbe essere 127 volte superiore (25,342 / 0,199), cosa impossibile, oppure il suo contributo termico sarebbe inferiore, riuscendo a riscaldare Ossigeno ed Azoto in proporzione inversa:
0,199 / 25,342 = 0.00785 x 1°C = + 7,85 millesimi di grado, cioè niente.

Ed abbiamo ipotizzato che la CO2 pesi in atmosfera per l’1%, non per lo 0,042 % !!!!

Ing. Franco Puglia – 25 maggio 2024