SCIENZAinATTO/ Van der Waals. Un sottile filo rosso che unisce le proprietà degli oggetti quotidiani

Come si riconosce, dalla realtà che si esperimenta, una realtà sottostante non raggiungibile? Solo un accurato esame di tutti i fattori permette di arrivare a una certezza sull’invisibile.

19.04.2011 - Emanuele Ortoleva
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Johannes Diderik Van der Waals

Come si può arrivare a conoscere, dalla realtà di cui si ha esperienza diretta, una realtà sottostante apparentemente non raggiungibile? Solo un accurato esame di tutti i fattori permette di arrivare a una certezza sull’invisibile. Ce ne dà un esempio la storia di Van der Waals ripercorsa cento anni dopo l’attribuzione del premio Nobel. In questo contributo viene evidenziato il cammino che ha portato lo scienziato alla modifica dell’equazione dei gas perfetti e all’introduzione delle forze intermolecolari, che da lui prendono il nome, e che tanta importanza hanno avuto anche in seguito nello studio delle proprietà della materia.

Un’improvvisa sete notturna ti obbliga ad alzarti e andare alla ricerca di un bicchier d’acqua fresca. Il frigorifero ronza sommessamente, unico suono nel silenzio antelucano. Al fioco chiarore dell’interno, la bottiglia di plastica con il suo contenuto gelato è un invito irresistibile mentre lo sguardo cade assonnato sul calendario: cent’anni fa un olande¬se chiamato Van der Waals prendeva il premio Nobel per la fisica con la seguente motivazione: «Per il suo lavoro sull’equazione di stato per i gas e i liquidi».
Cosa c’entra costui con il frigorifero?
Dopotutto nel frigorifero quello che produce quel ronzio è un compressore quindi i gas avranno pur qualcosa a che farci; ma la plastica? Non è certo un gas, bella flessibile, resistente, se si fa cadere la bottiglia non si rompe.
Ah ecco! Nel frigorifero il gas viene compresso e si trasforma in liquido per poi espandersi e «produrre il freddo». Anche la plastica è fatta di molecole, ma stanno ferme una accanto all’altra, non si espandono e non producono freddo.

Van der Waals chi era costui?

Johannes Diderik Van der Waals nacque a Leida nel 1837, figlio di un carpentiere, finì i suoi studi a quindici anni diventando poi apprendista maestro elementare; in seguito, prese a seguire dei corsi di matematica e fisica per migliorare la sua qualifica di maestro. A venticinque anni cominciò a frequentare lezioni di matematica, astronomia e fisica all’Università di Leida, pur non potendo iscriversi regolarmente perché gli mancava un titolo di studio che desse accesso all’università.
Nel 1862 in Olanda venne istituito un nuovo tipo di scuola la Hoogere Burgerschool (letteralmente: scuola superiore per borghesi), alternativa al liceo, che prevedeva un solido curriculum di cinque anni in matematica e scienze. Nel 1864, dopo due anni di intensissimo studio, per ottenere la necessaria abilitazione, cominciò a insegnare in una tale scuola.
Quando la legislazione permise una deroga al requisito di avere un’istruzione classica per accedere alle lauree scientifiche, Van der Waals cominciò a frequentare a pieno titolo l’Università di Leida ottenendo, nel 1873, il dottorato in fisica con una tesi intitolata: Sulla continuità dello stato gassoso e dello stato liquido.
Nonostante fosse scritta in olandese, la tesi ebbe subito un grande successo, specialmente dopo che, nel 1874, James Clerk Maxwell ne fece una recensione molto favorevole sulla rivista Nature.
Nel 1877 fu nominato professore di fisica all’Università di Amsterdam e lì continuò a insegnare fino al 1908. Morì nel 1923.

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Emanuele Ortoleva
(Professore associato di chimica fisica presso l’Università degli Studi di Milano)

© Pubblicato sul n° 41 di Emmeciquadro

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