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By aza

ManaDinamica – Magia ed Entropia

La magia può sembrare una cosa meravigliosa: si tratta di uno strumento in grado di fare, in prima approssimazione, qualunque cosa.
Abbiamo tuttavia già visto nel precedente articolo che la faccenda non è così semplice: infatti, per ottenere un qualunque effetto magico che sia fisicamente coerente, abbiamo bisogno di spendere energia. E abbiamo bisogno di ottenere questa energia da qualche parte.
Ma il problema non si ferma qui: ogni volta che l’energia viene trasformata da una forma all’altra, una porzione di essa sempre maggiore viene dispersa, diventando inutilizzabile per il suo scopo originario
Oggi parliamo del secondo principio della termodinamica… applicato alla magia!

Calore e movimento
Se mettiamo a contatto tra loro due oggetti a diverse temperature, il più caldo comincerà a raffreddarsi e il più freddo a scaldarsi finché non raggiungeranno la stessa temperatura.
Questo fenomeno, detto “principio zero della termodinamica”, è evidente se mettiamo un cubetto di ghiaccio nell’acqua d’estate: il cubetto si scalda, sciogliendosi, ma nel farlo raffredda l’acqua.
Quello che è accaduto è che una certa quantità di energia, detta calore, ha abbandonato il corpo caldo, raffreddandolo, per introdursi in quello più freddo e riscaldarlo.
Questo passaggio di energia può essere “imbrigliato” per ottenere movimento: le macchine in grado di compiere queste trasformazioni sono dette Motori Termici, tra cui il motore a scoppio, il motore stirling e l’immancabile motore a vapore.

Un modellino di motore stirling. Una lieve differenza di temperatura tra il sopra e il sotto della base è sufficiente per far girare la ruota.
Un motore termico ha infatti bisogno di due “ambienti”, uno più caldo dell’altro, e la sua capacità di funzionamento dipende proprio da tale differenza di temperatura.
Quando, nel mondo reale, gli scienziati, ingegneri e inventori del ‘700 e ‘800 cominciarono a studiare il rapporto tra il calore fornito a una macchina a vapore e l’energia meccanica (cioè legata allo spostamento della vaporiera) che essa era in grado di rilasciare, si accorsero che una porzione di tale energia veniva perduta.
Infatti, parte di quel calore andava comunque a riscaldare l’ambiente esterno, più freddo ovviamente della caldaia: questo implica che, se da una parte l’aria esterna circola ed è in grado di rinnovarsi, la caldaia va via via raffreddandosi e richiede sempre nuovo combustibile.
Per quanto si possano migliorare numerose parti di un motore, per esempio riducendo gli attriti (che dissipano ulteriore preziosa energia), una porzione di dispersioni energetiche dovute a questo scambio di calore sarà sempre, inesorabilmente presente.
Tale evidenza portò a una delle formulazioni del “Secondo Principio della Termodinamica”, quella di Lord Kelvin: “È impossibile realizzare una trasformazione ciclica il cui unico risultato sia la trasformazione in lavoro di tutto il calore assorbito da una sorgente omogenea” 
Fu questa triste scoperta, l’inevitabile dispersione dell’energia, che portò gli scienziati del tempo alla definizione di una nuova grandezza fisica: l’Entropia.
Energie inutilizzabili
L’Entropia viene spesso definita come lo “stato di disordine di un sistema”, ma si tratta di una definizione che può confondere: infatti non si tratta banalmente di sistemi nei quali gli elementi siano “riposti ordinatamente”.
Due oggetti a temperature diverse e a contatto tra loro, infatti, sono ugualmente “ordinati” prima o dopo aver scambiato calore tra loro.
Quello che invece sappiamo grazie ai motori termici è che se due oggetti hanno temperature diverse è possibile usarli per generare energia meccanica, mentre questo è impossibile se hanno la stessa temperatura.
In questo secondo caso, infatti, la loro energia è stata “distribuita” tra di essi, mentre inizialmente essa era “disponibile” per generare lavoro.

Se immaginiamo le unità di energia termica come palline, esse possono essere utilizzate per produrre movimento solo finché sono separate
Badate bene che, dopo lo scambio di calore, tale energia non è stata “perduta” nel nulla: l’energia totale è conservata e così il primo principio della termodinamica, solo essa non è più “sfruttabile” alla stessa maniera.
La sua “qualità” è diminuita.
L’Entropia è, di fatto, la misura di questa “riduzione di qualità” dell’energia di un sistema.
Un’evidenza nata sia dall’osservazione naturale che dagli studi di Carnot è che l’entropia è sempre in continua, inesorabile crescita, e quindi la “qualità” dell’energia è in perenne calo.
Ciò ha portato a un’ulteriore formulazione del secondo principio della termodinamica: “in un sistema isolato l’entropia non può mai diminuire”.
Tutti i fenomeni spontanei, infatti, aumentano (o quantomeno mantengono inalterata) l’entropia del sistema: il calore fluisce da un corpo caldo a uno freddo, anche quando si cerca di imbrigliarlo con un motore, riducendo inevitabilmente l’efficacia del processo (come abbiamo già visto).
Tutti i fenomeni naturali che portano alla dispersione dell’energia sono prima o poi inevitabili: il ghiaccio fonde, gli oggetti cadono, il ferro si ossida, le pile si scaricano, le stelle si spengono e gli esseri viventi, alla fine, periscono.
Questo non significa che sia impossibile ottenere effetti opposti a quelli spontanei: abbiamo ad esempio inventato frigoriferi e condizionatori per abbassare la temperatura.
Tuttavia, tali macchinari si “limitano” a spostare il calore, ad esempio, del cibo congelato nell’ambiente fuori dal frigo, e consumano energia per farlo: parte di questa energia poi, ovviamente, non sarà utilizzabile per raffreddare gli alimenti ma verrà dispersa.
Se noi cercassimo di utilizzare la differenza di temperatura tra frigo e stanza per alimentare un motore termico, otterremmo ancora meno energia di quella necessaria per mantenere il cibo congelato.
L’energia necessaria per raffreddare un oggetto è insomma superiore a quella che si otterrebbe utilizzandolo come ambiente freddo per un motore termico: questo perché parte di quell’energia è stata dispersa proprio a causa dell’entropia.
Come per un cambio di valuta, scambiare euro per dollari avrà un costo: riscambiando indietro dollari con euro, un ulteriore costo, ci troveremmo in mano meno soldi di quelli iniziali.

Ogni trasformazione d’energia riduce quella disponibile per nella nuova forma, disperdendone inevitabilmente altra a causa dell’entropia
Inoltre, andando ad effettuare il calcolo, vedremmo che, dove l’entropia dell’interno del frigorifero è diminuita, quella del suo esterno è aumentata di una quantità superiore: l’entropia totale infatti aumenta sempre.
A seguito di un’azione su un sistema che ne riduca l’entropia ci sarà sempre un sistema più grande che lo circondi la cui entropia totale è aumentata (o al limite è rimasta identica): si dice in gergo che “l’entropia dell’universo” non può mai diminuire.
Come per i frigoriferi, anche i meccanismi degli esseri viventi riescono a mantenere sotto controllo l’entropia, a scapito tuttavia delle sostanze che espellono: gli scarti del corpo umano, se anche non fossero per esso dannosi, sarebbero comunque meno nutrienti dell’equivalente cibo necessario per crearli.
Se fossimo in grado di assimilare gli elementi nutritivi del terreno e produrre autonomamente determinate molecole biologiche necessarie per il nostro organismo, come alcune proteine, troveremmo svantaggioso nutrirci di piante e animali poiché il loro “passaggio” ha rubato energia.
Ogni trasformazione di energia ha, infatti, un determinato “rendimento”, cioè una percentuale dell’energia investita che è effettivamente utilizzabile dopo una trasformazione: il rendimento è sempre inferiore al 100% e tale perdita, dovuta all’entropia, va accumulandosi ad ogni passaggio.
Se, per esempio, della benzina viene bruciata per spingere un’automobile, tale processo è più efficiente (si ha cioè a disposizione più energia effettiva) che se tale motore fosse usato per produrre energia elettrica ed essa, a sua volta, utilizzata per alimentare un motore elettrico di un’automobile: motivo per cui le auto elettriche sono efficienti e meno inquinanti solo se ci sono scelte oculate nella produzione dell’energia elettrica.
A loro volta, i combustibili fossili come il petrolio, “fonti” di energia, non sono che l’effetto della degradazione di energie ben superiori accumulate milioni di anni fa durante la crescita, ad esempio, delle piante ormai fossilizzate e dell’azione dei batteri su di esse: l’energia spesa, insomma, per creare un albero e trasformarlo in carbone fossile è superiore a quella ottenuta bruciando quello stesso combustibile.
Per riassumere il concetto, l’entropia è la misura della degradazione dell’energia di un sistema: essa aumenta inesorabilmente a ogni trasformazione d’energia, rendendola sempre più inutilizzabile e portando spontaneamente a fenomeni come la dispersione del calore, dell’energia e la devastazione del tempo.
Gli effetti sulla magia
Ma quali effetti avrebbe l’entropia sulla magia, alla luce anche dell’articolo precedente?
Tanto per cominciare, l’energia magica disponibile sarebbe, se possibile, ancora meno.
Che sia accumulata fuori o dentro il mago, l’energia magica tenderebbe a disperdersi: sarebbe forse questo fenomeno a concedere l’esistenza di incantesimi che permettano la percezione della magia.
Questo implicherebbe, per esempio, che gli effetti magici vadano a svanire nel tempo e causino tutti quei classici eventi come l’indebolimento dei sigilli magici per trattenere chissà quale oscuro demone del passato.
Sarebbe anche molto in linea con tutte quelle ambientazioni nelle quali la magia si è via via ridotta e non sia più facile come un tempo produrre chissà quali effetti meravigliosi, un classico anche di tanti racconti  che pongono spesso le vicende in epoche successive a quelle degli dei e degli eroi: un tale sapore si respira, ad esempio, nelle Cronache del ghiaccio e del fuoco, nel Signore degli Anelli ma anche, da un certo punto di vista, in ambientazioni dove magia e tecnologia si confondono come Warhammer 40.000.

Ma come giustificare la presenza di antichi artefatti di ere perdute in grado di garantire immensi poteri, come quelli tipici della terra di mezzo?
Una maniera per limitare lo scambio di energia al minimo è quello di utilizzare contenitori adiabatici, che riescono quasi ad azzerare lo scambio di calore (chiaramente non è possibile azzerare completamente le perdite per un tempo infinito… proprio per colpa dell’entropia!).
L’idea di ridurre la dispersione dell’energia è ampiamente utilizzata in ambito tecnologico per materiali isolanti (basta pensare all’edilizia o ai termos) nonché per altre applicazioni come i Volani, pesanti oggetti tenuti in rotazione nel vuoto su cuscinetti magnetici in modo che non disperdano il loro movimento rotatorio (il quale viene poi utilizzato, all’occorrenza, per produrre energia).
Impedire a un oggetto magico di rilasciare energia potrebbe essere sia una maniera per allungare la sua vita sia, nell’ottica precedente, di celarne la natura.
Ma un oggetto di potere immenso in grado di durare millenni potrebbe somigliare di più a una forma di vita magica, che ottiene la sua energia dall’ambiente esattamente come le piante (entro un certo limite) dal sole.
In base a come funzioni il mana in un mondo di finzione, oggetti e creature che si nutrono di esso potrebbero ridurne la disponibilità magica in una determinata area, cosa che potrebbe portare a divertenti implicazioni.

Ma l’effetto più importante dell’entropia sulla magia è che la sua energia è ancora più preziosa: ad ogni trasformazione, infatti, viene dissipata, che sia per il passaggio dal metabolismo umano a una riserva magica, dall’ambiente circostante agli incantesimi stessi.
Gli incantesimi poi dovrebbero, se possibile, agire in maniera estremamente diretta: sollevare un masso, per esempio, dovrebbe evitare di richiedere l’apertura di un portale sul piano elementale dell’aria per manifestare una corrente ascensionale (anche se può darsi che un mero sollevamento non sia poi così facile da ottenere… ma ne parleremo oltre!).
Alla stessa maniera, una palla di fuoco potrebbe essere ottenuta separando ossigeno e idrogeno nel vapore acqueo presente nell’aria, spezzando i loro legami tra loro e ottenendo, per ricombinazione, un effetto esplosivo… ma questo richiederebbe un enorme dispendio di energia.
Perfino l’arco elettrico di un fulmine sarebbe molto più semplice da causare, ma richiederebbe comunque più energia di una punta affilata sparata magicamente sul nemico.
Diversa invece la situazione se queste energie magiche fossero presenti e pronte a svilupparsi in maniera selvaggia: in tal caso, il mago potrebbe limitarsi a gestire con perizia il flusso magico incontrollato, lasciando la dispersione energetica più grande alla fonte magica…

Articolo originale: http://www.profmarrelli.it/2020/01/22/manadinamica-magia-ed-entropia/

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By aza

ManaDinamica – Conservazione dell’Energia

Uno dei problemi da affrontare, nei giochi e nella fiction in generale, dovuto all’introduzione della magia è integrare tali fenomeni all’interno del mondo per creare un contesto coerente e in qualche modo credibile.
In questa rubrica, dedicata soprattutto agli inventori di mondi (che siano scrittori o dungeon master), cercheremo di analizzare come potrebbe funzionare una magia “fisicamente corretta” ed evitare la classica domanda: “ma perché, se c’è la magia, la gente continua a zappare la terra e morire in modi atroci?”.

IL PROBLEMA ENERGETICO
Se la magia fosse fisicamente corretta, dovrebbe rispettare alcune leggi fra le quali i famosi Principi della Termodinamica (o, per l’occasione, della “Manadinamica”).
Tra questi, il primo è il cosiddetto “Principio di conservazione dell’Energia” che richiede che l’energia totale coinvolta in un fenomeno sia conservata, cioè che la sua quantità totale al termine del processo sia uguale a quella iniziale (contando, in entrambi i casi, tutte le forme di energia presente).
Ma cos’è l’Energia?
L’Energia è una grandezza fisica che descrive vari fenomeni simili capaci di trasformarsi l’uno nell’altro: l’energia elettrica usata per alimentare una stufa si trasforma in energia termica, e quella termica in un motore produce energia meccanica sotto forma di velocità (energia cinetica) e/o sollevando pesanti carichi (energia potenziale).

Ma l’energia è anche la base del funzionamento del nostro corpo: noi otteniamo energia dal cibo che mangiamo (dove è accumulata in forma di energia chimica dei suoi costituenti nutritivi) e usiamo questa energia per muoverci, respirare, pensare e per il corretto funzionamento del nostro metabolismo.
Possiamo dire tranquillamente che la stragrande maggioranza dei fenomeni che conosciamo prevede trasformazioni e scambi di energia, e la magia non può non ricadere in questo sistema: per sollevare un masso con il potere di un incantesimo, l’energia necessaria deve essere ottenuta da qualche parte.
È questo continuo richiamo al “pagamento” di energia che permette di creare un sistema magico fisicamente coerente. Non solo, l’incantesimo deve richiedere tutta l’energia necessaria per ottenere l’effetto desiderato: la generazione di temperature estreme di una palla di fuoco, la crescita di una pianta o lo spostamento di masse ingenti può richiedere una quantità estrema di energia, e talvolta anche difficile da calcolare (soprattutto quando ci sono di mezzo creature viventi o teletrasporti, ma avremo modo di parlarne in altri articoli).
Cerchiamo dunque di rispondere alla domanda: da dove proviene tutta questa energia?
MICROORGANISMI E CONDENSATORI
Una prima possibilità evidente è che l’energia possa essere ottenuta da quella del mago stesso.
Il corpo umano consuma l’energia ottenuta dal cibo per le sue attività, compresa una fetta importante (circa il 60-70%) unicamente per mantenere le funzioni vitali come la respirazione, la circolazione, il pensiero e il mantenimento della temperatura.
Un essere umano, in base all’età, al sesso e all’attività che compie, ha un consumo energetico quotidiano che può andare tra le 1500 e le 2500 kilocalorie circa: la stessa quantità di energia, espressa in Joule (l’unità di misura dell’energia nel sistema internazionale), oscilla tra i 6300 e i 10500 KiloJoule.
Se fosse possibile prendere una piccola frazione, ad esempio l’1% dell’energia di una “persona media” (8000 KJ per comodità), avremmo a disposizione 80 KJ, cioè 80.000 Joule.

Ma “quanti” sono 80.000 Joule?
Sono, ad esempio, pari all’energia necessaria per sollevare di un metro un masso di 8 tonnellate!
L’energia per una simile impresa titanica, ben lontana dalle capacità umane e facilmente assimilabile a un “prodigio magico”, è pari al solo 1% dell’energia consumata da un essere umano “medio”.
Ciò che impedisce a una persona di usare la sua energia in questa maniera è il concetto di “potenza”, cioè l’ammontare di energia che può essere emessa in un determinato ammontare di tempo. I nostri muscoli non sono abbastanza potenti da sollevare massi di una tonnellata (1000 kg) in alto di un metro, ma più che capaci di trasportare un oggetto di 10 kg per un dislivello di 100 metri: queste due azioni richiedono lo stesso ammontare di energia, ma la prima richiede molta più forza e molto meno tempo.

Se riuscissimo a rilasciare energia in tempi inferiori, potremmo letteralmente dare vita alla magia partendo dalla stessa energia dei corpi umani: ma come accumulare questa energia e rilasciarla tutta assieme?
Un mago potrebbe avere una “riserva” di energia magica che viene lentamente ricaricata dal suo stesso metabolismo e che può essere rilasciata rapidamente dando vita a effetti magici, e l’energia mancante del mago potrebbe giustificare la classica carenza di forza fisica che accomuna i maghi in molti giochi di ruolo.
Un’opzione potrebbe essere fare ricorso a sostanze prodotte dall’organismo e accumulate in appositi tessuti, come facciamo già nella realtà con i grassi, in grado di essere “bruciate” per ottenere un picco di energia.
Se invece non volessimo alterare la biologia umana, potremmo immaginarci un microorganismo simbiontico simile ai famosi Midi-Chlorian di Star Wars, in grado di sopravvivere solo in organismi molto specifici (magari in maniera simile a quello che accade con gli antigeni del sangue, solo più complesso).
Infine, il mago potrebbe ottenere energia sottraendola dagli esseri viventi circostanti, in pieno stile “rituali sacrificali” o, più semplicemente, prendendo ispirazione dalla recente serie di The Witcher.

Il rilascio dell’energia dovrebbe essere rapido, con un funzionamento simile a quello del flash delle macchine fotografiche. Le pile, infatti, non sono in grado di fornire una potenza sufficiente per il lampo: il flash, in questo caso, è ottenuto da un Condensatore, un componente dei circuiti in grado di accumulare al suo interno cariche elettriche (cioè, sostanzialmente, elettroni, le particelle che compongono la corrente elettrica) e di scaricarsi molto velocemente.
In questo modo, anche se la velocità di ricarica della pila è ridotta, il condensatore è in grado di fornire rapidamente una grande quantità di energia per il flash: allo stesso modo, un mago dovrebbe essere in grado di bruciare rapidamente la sua riserva energetica per ottenere, in poco tempo, grandi quantità di energia per dare vita ai suoi incantesimi.

Un condensatore. La vostra scheda madre ne è piena.
CATALIZZATORI
Se invece l’energia fosse ottenuta esternamente dal mago, come potrebbe egli averne accesso? E come giustificare una quantità limitata di uso di tale potere?
Sempre pensando a un consumo (almeno iniziale) di energia da parte del mago, si potrebbe ipotizzare un’interazione tra il mago e una sostanza esterna, simile alla Trama nel mondo di Forgotten Realms, grazie al quale il mago ottiene i suoi effetti facendo da catalizzatore.
In chimica, molti processi che trasmettono energia verso l’esterno (esoergodici) non avvengono spontaneamente, ma devono essere “stimolati” tramite una certa quantità di energia iniziale, detta energia di attivazione. Si può immaginare, ad esempio, che una certa reazione rilasci 5 Joule di energia, ma che la sostanza debba prima ricevere due Joule come energia di attivazione per avere inizio.
Un esempio pratico di questi fenomeni sono le combustioni, delle quali parleremo in un futuro articolo: un oggetto che brucia emette energia termica, ma ha prima bisogno di un innesco, un evento in grado di fornirgli l’energia necessaria per far partire la combustione.

Un Catalizzatore è un elemento, di solito una sostanza chimica, in grado di produrre un effetto di Catalisi, cioè di ridurre l’energia di attivazione: nell’esempio precedente la reazione potrebbe, grazie a un catalizzatore, richiedere un solo Joule per avere inizio.
Se il mago fosse in grado di agire da catalizzatore per la magia, questo spiegherebbe come mai solo i maghi sono in grado di usare tale potere, cioè perché l’energia di attivazione è troppo elevata e i non-maghi non sono in grado di abbassarla.
Contemporaneamente, se fosse sempre lui a fornire l’energia iniziale (ridotta grazie alla catalisi) si giustificherebbe anche un utilizzo limitato della magia da parte dell’incantatore.
MASSA ED ENERGIA
Un’ultima, notevole fonte di energia è la cosiddetta annichilazione della materia: la possibilità cioè di trasformare direttamente materia in energia mediante la famosa formula di Einstein.

Si tratta di una quantità di energia enorme: mezzo grammo di materia produrrebbe la stessa energia della bomba di Hiroshima.
Fortunatamente si tratta, nel mondo reale, di un processo assai complesso da ottenere: per avere una annichilazione è necessario far incontrare ogni particella del nostro materiale con la sua antiparticella. Queste ultime sono complesse da ottenere e prodotte solo da reazioni nucleari rare e altresì molto costose, in termini energetici (e non), da ottenere: all’attuale stato delle cose, il più grande apparato in grado di generare tali antiparticelle (il Large Hadron Collider, o LHC, del CERN di Ginevra) sarebbe in grado di ottenere un grammo di antimateria in… qualche milione di anni!
Tuttavia, immaginando di ottenere energia dai due processi precedenti, sarebbe forse possibile annichilire quantità di materia sufficientemente piccole da concedere comunque effetti prodigiosi… se l’antimateria fosse già presente. Infatti, produrre antimateria richiede processi molto più costosi (in termini di energie) di quanto poi riottenuto dall’annichilazione, fino a 10 miliardi di volte tanto.
Anche se, infine, essa fosse già disponibile al mago, questi dovrebbe assicurarsi di mantenere l’antimateria confinata nel vuoto, impedendogli di interagire con qualunque genere di materia, perfino l’aria: tale situazione viene comunemente ottenuta, nel mondo reale, tramite potenti campi elettromagnetici che possono risultare letali alle persone che si avvicinano troppo.

Sarebbe invece possibile ottenere parte dell’energia dagli atomi mediante fusione e fissione: in questo caso, tuttavia, la quantità di energia ottenuta da ogni atomo è molto inferiore e sarebbero necessarie quantità importanti di materiale (e il materiale giusto!), nonché condizioni peculiari di temperatura e pressione altrettanto complesse da ottenere (che richiederebbero ulteriori, drammatiche energie iniziali).
IL PREZZO DA PAGARE
Questa (relativamente) vasta serie di opzione potrebbe far pensare che ottenere energia possa essere semplice, ma si tratta di una conclusione errata.
Il mago dovrebbe indubbiamente pagare il prezzo iniziale consumando parte della sua stessa energia, energia che, se fosse accumulata in una sorta di condensatore magico, non sarebbe disponibile dell’incantatore (al di fuori del suo uso magico) e lo lascerebbe permanentemente spossato.
Se facesse inoltre da catalizzatore per una qualche fonte esterna di energia, essa si andrebbe, nel tempo, a consumare inevitabilmente la fonte di energia magica esterna proprio come i combustibili che diventano inutilizzabili dopo essere bruciati.
Infine, la stessa capacità di annichilire materia richiederebbe una grossa fonte di antimateria oppure energie tali da non giustificarne l’utilizzo, e anche l’energia nucleare si potrebbe sfruttare solo con condizioni estreme di temperatura e pressione.

E’ evidente dunque che l’idea di usare la magia per affrontare problemi altrimenti risolvibili è una mossa assai sconveniente, e che rivolgersi agli incantesimi dovrebbe essere giustificato solo da una necessità particolare e immediata.
E ancora non abbiamo parlato del fatto che non tutta quell’energia può essere utilizzata per lanciare una magia… ma per quello, aspettate il prossimo articolo di Manadinamica!
Articolo originale: http://www.profmarrelli.it/2020/01/15/manadinamica-conservazione-energia/

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Exploring Eberron uscirà a Luglio 2020 su DMs Guild

Inizialmente previsto per Dicembre 2019, Exploring Eberron di Keith Baker - il creatore originale dell'ambientazione Eberron - ha finalmente una data di uscita definitiva: Luglio 2020. Come spiegato sul suo sito ufficiale, infatti, Kaith Baker si è trovato costretto a posticipare la pubblicazione del supplemento non solo per via del COVID-19 e di altri contrattempi personali, ma anche per darsi il tempo necessario a inserire al suo interno tutto il materiale promesso. Nonostante il ritardo, tuttavia, ora il manuale è nella fase conclusiva della sua produzione e sarà dunque disponibile a Luglio sul DMs Guild, lo store online ufficiale della WotC.
All'interno di Exploring Eberron, Keith Baker esplorerà nel dettaglio i luoghi e i piani d'esistenza di Eberron a cui i manuali del passato hanno prestato minor attenzione. E' possibile dare un primo sguardo al contenuto del manuale grazie alle Anteprime rilasciate dall'autore il Maggio scorso. Trattandosi di un manuale Terze Parti pubblicato su DMs Guild, invece, purtroppo non è possibile aspettarsi una sua traduzione in lingua italiana (a meno che la WotC decida altrimenti).
Inoltre, come rivelato dall'autore sul suo sito ufficiale:
Trattandosi di un manuale pubblicato da Terze Parti (si tratta di un supplemento realizzato da Baker e non dalla WotC), il materiale contenuto in Exploring Eberron non potrà essere considerato canone ufficiale di Eberron. Poichè, tuttavia, ogni gruppo può decidere da sé la forma che Eberron avrà al proprio tavolo (come ricordato da Baker stesso), starà ad ogni gruppo decidere se considerare valide o meno le informazioni pubblicate da Baker in questo supplemento.
  Exploring Eberron sarà disponibile sia in versione con copertina rigida, sia in versione PDF. La prima versione sarà un libro con copertina rigida premium da 8,5″ x 11″ (simile al formato dei manuali ufficiali WotC).
  Non è possibile preordinare Exploring Eberron (DMs Guild non consente le prenotazioni), quindi i tempi di consegna della copia cartacea cartonata sono di almeno 1-2 mesi, ma sarà possibile avere immediatamente la copia PDF. Prima di ordinare la versione cartacea, tuttavia, assicuratevi che su DMs Guild sia disponibile la spedizione nel nostro paese.
  Il supplemento avrà un totale di 247 pagine e conterrà 49 illustrazioni originali. Grazie a @senhull per la segnalazione.

Fonte: http://keith-baker.com/bts-exploring/
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Guidiamo assieme la DL verso il futuro

Come vi accennavamo nell'annuncio di settimana scorsa, lo Staff D'L ha ora aperto per voi un sondaggio tramite cui ci potrete fornire informazioni ed indicazioni per meglio impostare il futuro corso degli articoli del nostro amato forum. Il sondaggio resterà aperto per 2 settimane, fino al 06 Luglio.
Oltre a fornirci alcuni indicazioni generali su voi come utenti e sui giochi che più amate e giocate, vi chiederemo anche di darci delle indicazioni sul grado di interesse che potreste avere verso alcune generiche categorie di articoli, dagli approfondimenti su determinati aspetti del gioco (il che può intendere sia un'analisi di come certi aspetti sono presenti nei giochi attuali, sia una visione della loro evoluzione negli anni) ai consigli di varia natura su come gestire i vostri gruppi, le situazioni di gioco o la creazione di materiale per le sessioni.
Vogliamo potervi offrire informazioni e articoli sugli argomenti di maggiore interesse per la community e faremo affidamento sulle informazioni che ci fornirete tramite questo sondaggio per meglio dirigere il futuro corso della nostra community.
LINK AL SONDAGGIO
Grazie ancora per il supporto che ci dimostrate sempre e buon gioco a tutti!
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Heroes' Feast - Il manuale ufficiale di ricette per gli eroi di D&D

Lo stesso giorno in cui annunciava ufficialmente la nuova avventura di D&D legata alla Storyline del 2020, la Wizards of the Coast ha deciso di rivelare l'uscita di un altro libro di D&D ancora più particolare, pensato questa volta per soddisfare gli stomaci degli Avventurieri piuttosto che i loro cuori e le loro menti. Heroes' Feast, infatti, è un vero e proprio manuale di ricette creato traendo ispirazione dal mondo magico di D&D, il cui scopo è quello di consentire agli appassionati di Dungeons & Dragons di tutto il mondo di prepararsi piatti, bevande e snack degni di un banchetto degli eroi...o di un rapido pasto consumato durante il viaggio o davanti al fuoco scoppiettante del proprio accampamento.
Le 80 ricette contenute in Heroes' Feast sono state realizzate da uno chef professionista proveniente da una delle migliori cucine d'America. Il libro, attualmente previsto solo in lingua inglese (non è noto se ne verrà fatta una traduzione), uscirà il 27 Ottobre 2020 al costo di 35 dollari.
Qui di seguito potete trovare la descrizione ufficiale di Heroes' Feast, oltre ad alcune anteprime (cliccate sulle immagini per ingrandirle):
Heroes' Feast
80 ricette ispirate al magico mondo di D&D - perfette per una quest solitaria o per un banchetto condiviso con i propri compagni d'avventura.
Dagli esperti di D&D dietro a Dungeons & Dragons Art & Arcana arriva un libro di ricette che invita gli amanti del fantasy a conoscere le loro culture immaginarie preferite attraverso la loro cucina e i loro stili di vita unici. Grazie a questo libro, potrete preparare piatti delicati abbastanza da consentirvi di mangiare come elfi e come i loro cugini drow, oppure forti abbastanza da banchettare come un clan nanico o come una chiassosa orda orchesca. Tutti gli ottanta piatti - realizzati da uno chef professionista proveniente da una delle migliori cucine del paese - sono deliziosi, facili da preparare e composti da ingredienti sani e facilmente rintracciabili nel nostro mondo.
Heroes' Feast contiene ricette per spuntini come Bytopian Shepherd's Bread (Pane del Pastore Bitopiano), Iron Rations (Razioni di Ferro), savory Hand Pies (Tortine Tascabili salate) e Hogs in Bedrolls (Maiale Arrotolato; probabilmente involtini di maiale, NdTraduttore), così come portate principali vegetariane, a base di carne o a base di pesce quali Amphail Braised Beef (Brasato di Manzo di Amphail), Hommlet Golden Brown Roasted Turkey (Tacchino Arrosto di Hommlet), Drow Mushroom Steaks (Bistecche ai Funghi Drow) e Moonshae Seafood Risotto (Risotto ai Frutti di Mare di Moonshae). Sono anche presenti dessert e cocktail come Heartlands Roseapple & Blackberry Pie (Torta di Mela Rosa e di More delle Heartlands), Yawning Portal Biscuit (Biscotti del Portale Sbadigliante) e Chultan Zombie (Zombie di Chult) - e tutto ciò che si trova in mezzo, in grado di soddisfare il desiderio (il termine originale "craving" ha anche significato di "voglia", "appetito", NdTraduttore) di qualsiasi avventura.
DETTAGLI DEL PRODOTTO:
Prezzo: 35 dollari
Data di uscita: 27 Ottobre 2020
Lingua: Inglese
Formato: Copertina Rigida
Link alla pagina ufficiale del prodotto: https://dnd.wizards.com/products/fiction/heroes-feast


Fonte: https://dnd.wizards.com/products/fiction/heroes-feast
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aza

Maestri d’Arme – Jari il Cacciatore di Mostri

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Il Prof. Marrelli intervista Jari Lanzoni, schermidore e appassionato di fantasy nonché di… lotta ai mostri!

Dopo l'uscita della serie TV di The Witcher, dedicata a Geralt di Rivia, il noto Strigo cacciatore di mostri, grande utente di alchimia sulla quale abbiamo già fatto questo precedente articolo.
Per l’occasione, abbiamo deciso di intervistare Jari Lanzoni, (qui il suo sito), schermidore e appassionato di fantasy nonché di… lotta ai mostri!

Ciao Jari, dicci chi sei e quali sono le tue esperienze in ambito di scherma e fantasy

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Direi uno strano amalgama di tante cose: direi principalmente un padre e un marito, poi un lettore, uno scrittore e un appassionato di combattimento storico. Al momento lavoro nel settore del turismo dopo aver cambiato una dozzina di mansioni e posti di lavoro, dal becchino al grafico, una necessaria flessibilità assai tipica di questo periodo che però mi ha permesso di mettere da parte una serie di competenze trasversali.

Mi sono interessato alla scherma storica una ventina di anni fa, entrando in contatto con alcuni gruppi e assistendo ad un paio di seminari; nel 2002 ho conosciuto il metodo della Sala d’Arme Achille Marozzo, caratterizzato da un approccio rigoroso alle fonti e una forte purezza nella ricerca delle nostre tradizioni Marziali. In particolare, la Sala d’Arme Achille Marozzo si è sempre distinta per la scelta di pubblicare i risultati dei propri studi e contribuire alla diffusione della Scherma Storica.

Dopo un paio d’anni di corso sono passato da allievo ad Aiuto-Istruttore dei corsi basi seguendo poi tutte le fasi per diventare docente. Al di là della mia esperienza come Istruttore ho avuto modo di pubblicare due manuali inerenti la scherma storica: “La Lancia, La Spada, la Daga” dedicato alla scherma medievale e “Il Combattimento Storico da Strada” dove approfondisco le più strane situazioni avvenute in duello e in battaglia.

Direi che la mia esperienza con il fantasy nasce sia dalla grandissima passione per la lettura che per i giochi di ruolo, commistionando le due cose per divertimento personale. Ho pubblicato alcuni romanzi, tra lo storico e il fantasy, nel mio ultimo lavoro “La Scherma del Cacciatore di Mostri” (quì il link) ho voluto immaginare il ritrovamento di un trattato di scherma rinascimentale, a lungo occultato, dedicato non al duello contro altri schermidori ma contro gli Innaturi, esseri scaturiti da favole e leggende. L’Autore doveva necessariamente essere allievo di un Trattatista che conoscevo bene per poterne ricalcare le tecniche di combattimento: ecco quindi il bolognese Johanni della Viverna, divenuto Maestro d’Arme sotto la guidae del celebre Giovanni Dalle Agocchie.

Parliamo di mostri: ogni creatura richiede le sue armi e le sue tecniche. Facci degli esempi…

Avendo indicato il rigore per le fonti storiche come un attributo qualitativo, credo sia lecito non inventare nulla ma, appunto, citare qualcuno più autorevole di me.

Il primo esempio che mi viene in mente è tratto da “Guerrino detto il Meschinoun eroe popolare del Basso Medioevo, nato dalla penna di Andrea da Barberino nel 1473. Si tratta di un guerriero che si è fatto da sé, ignora di possedere nobili natali e ha deciso di farsi strada nella vita apprendendo l’arte della spada. Tra le innumerevoli avventure (di cui consiglio la lettura) si trova anche lui a dover affrontare un Innaturo. E’ descritto come un “gran verme” ma in seguito si apprende che doveva avere due o quattro zampe artigliate.

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Quando lasciarono la montagna entrarono per una pianura, e trovarono un vallone, largo circa quaranta miglia. Una delle guide che era innanzi un tratto di mano, volse il cavallo per fuggire. E quando Guerrino li vide fuggire si fe’ gran meraviglia. Egli gridò vedere un gran dragone, che era un gran verme, e cominciarono a fuggire tutti e tre, e quando credettero avere passato il pericolo, egli gli era alle spalle. Cominciarono a stringer i cavalli, e il dragone gli correva dietro. Il Guerino che si vergognava di fuggire, smontò, e prese la spada in mano, e imbracciò lo scudo, tornò verso il verme, là si appiattò, e stava in agguato.

Prossimo al combattimento, Guerrino fa qualcosa di assolutamente naturale per chi è ormai un veterano del combattimento: valuta una Strategia. Il pensiero di ogni Schermidore deve essere Fluido. Non carica con il cavallo e la lancia in resta, azione potente ma inutile contro un avversario estremamente rapido e dal corpo serpentino. Guai se schivasse la lancia e, in un batter d’occhio, fosse padrone dello scontro. Spada e scudo sono e restano i compagni ottimali per difendere e offendere con perizia, specie un essere di manifesta forza. Si tratta di una coppia d’arme che denota anche prudenza, Guerrino ancora non conosce appieno tutte le risorse del nemico.

Quando gli giunse appresso, ei se gli gittò addosso, trasse le zampe, pigliò lo scudo e con la bocca l’elmo, e con la coda gli cinse a traverso. Il Meschino gli diede un gran colpo con la spada, ma niente gli fece. Se con le branche gli pigliava le braccia, il Guerino sarebbe morto, ma egli buttò via la spada, e tolse il coltello, e diedegli nella pancia tra le levate scaglie, e lo ferì per modo che il drago morì, e di là levossi il legame, che il serpe aveva fatto con la coda.

Di nuovo un cambio di strategia, necessario vista l’abilità del nemico. Al Guerrino è bastato pochissimo per valutare le capacità dell’Innaturo rispetto alla scelta delle armi. Lasciata spada e scudo rotella, armi troppo lente e facilmente afferrabili, afferra il pugnale che ogni cavaliere porta con sé (forse la celebre misericordiae) e, giunto a stretto contatto, colpisce dove le scaglie si sono allargate per il movimento del corpo, affondando l’arma corta in un punto vitale dell’avversario.

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…e se una normale lama non bastasse? Cosa propone il manuale di “magico”?

Quando ho iniziato la stesura del manuale ho ripensato all’esperienza de “Il Combattimento Storico da Strada” e di tutte le strane soluzioni che propone (lanci di cappe, di sostanze, accecamenti, false cadute etc etc…), ho anche riflettuto sul fatto che uno schermidore non si sarebbe affidato solo alla lama. L’idea di inserire la magia però non mi convinceva, forse per la vecchia dicotomia Guerriero-Mago di Dungeons & Dragons che mi porto dietro da trent’anni esatti.

Come sempre mi sono affidato alle fonti storiche, cercando qualsiasi soluzione Alchemica che però derivasse da un vero trattato storico e che un lettore curioso potesse consultare. Ecco quindi “Opera” di Alchimia di Giovanbattista Birelli, il “Magiae naturalis sive de miraculis rerum naturalium” di Giovanni Battista della Porta, ho attinto a piene mani dai “De’ capricci medicinali” di Leonardo fioravanti e altri testi ancora.

Sarebbe stato più facile inventare di sana pianta una serie di soluzioni fantasiose, più spettacolaristiche e meno “rustiche”, ma credo sia anche affascinante “lavorare” imponendosi regole e “paletti” da non superare.

Curiosamente, o forse no, è stata la Ricerca Storica che ha portato in evidenza il Fantastico e il Magico. Allo stesso modo, quasi tutti i mostri del libro provengono da testi storici o da trattati, primo fra tutti il “Compendio dell’arte essorcistica” di Girolamo Menghi. Questo assieme di risorse aumenta le abilità del Cacciatore di Mostri, li conferisce una serie di soluzioni per limitare le forze nemiche, ma anche per celare la propria identità e stordire eventuali testimoni al pari di un “Man in Black” rinascimentale.

Occorre fare un esempio di come si applichino certe sostanze.
Mi viene in mente il caso delle Streghe che presidiano pozzi o piccoli stagni. Si tratta dello spauracchio che le madri utilizzavano tempo fa per spaventare i bambini: se si fossero avvicinati troppo al pozzo il mostro li avrebbe presi e portati via. Uno stratagemma pedagogico rurale per chi deve lavorare duramente la terra tenendosi vicino i bambini, che di certo all’epoca non avevano un asilo o altre strutture in cui stare.

La Marabecca siciliana, come la Jenny Dentiverdi inglese, la Bourda emiliano-romagnola o la Janara di Benevento, attende in prossimità di una cisterna. In questo caso il buon Johanni della Viverna avrebbe pronta una buona ronca dall’asta lunga, ottima per colpire a buona distanza, ma si sarebbe ben guardato da scendere nell’elemento di elezione dell’Innaturo. Ecco quindi una buona “mistura che arda sott’acqua” dal trattato di Alchimia Giovanni Battista della Porta, quando questa sorta di fuoco greco avrà incendiato parte dello specchio d’acqua la Strega dovrà salire in superficie per fuggire le fiamme, senza sapere che la via di scampo le è stata accuratamente preparata. A questo punto ci si affiderà all’abilità dello Schermidore con la ronca per ripulire la zona dal minaccioso Innaturo…

Certo, tutto questo darsi da fare può attirare l’attenzione di testimoni, ma sempre il Birelli offre una soluzione con un composto “A far che le persone facilmente escano di sentimento, che paiano pazzi”, e così anche se raccontano ciò che hanno visto alla Loggia della Mercanzia, in Piazza Maggiore o agli uomini del Bargello nessuno gli crederà.

La serie di The Witcher sta per uscire: dai filmati del gioco e le scene di combattimento della serie già uscite, cosa possiamo dire dello stile di combattimento dello Strigo, riferito agli stili storici e ai mostri che egli affronta?

Devo premettere che di The Witcher io so pochissimo. Ricordo di aver installato il gioco, visto l’animazione iniziale con l’amico che me lo regalò e aver giocato tipo 5-10 minuti notando positivamente che permetteva di cambiare la guardia del personaggio. Di lì a poco nacque mia figlia e addio Strigi, Streghe e altro, dovevo gettarmi nella battaglia delle notti insonni, affrontare orde di rigurgiti e debellare pannolini. Non ho ancora letto i romanzi e quando me lo segnalarono dopo l’uscita del libro mi scoprii estremamente ignorante.

Rispetto ai bellissimi filmati che ho visto online, lo stile scelto per Geralt di Rivia consiste in colpi ampi, grandi “caricamenti” con l’arma alzata fin sopra la testa e lame che proseguono il movimento fino a terra. Il corpo ruota completamente esponendo la schiena all’avversario, spesso vortica per eseguire una sequenza di colpi continui, in alcuni casi per aumentare la potenza d’impatto Geralt esegue attacchi dopo un balzo per aggiungere spinta e peso del colpo alla forza cinetica del taglio. Il tutto contro mostri grandi e grossi, e quindi bersagli ben definiti su cui sferrare Colpi Finiti, ossia a piena potenza e senza possibilità di cambiare il percorso dell’arma. Quando deve affrontare gli uomini non mancano calci, pugni e spallate per alternare le azioni della spada, oltre a del sano combattimento corpo a corpo e un buon utilizzo del pugnale con colpi di punta alla gola o sotto l’ascella, quindi in un punto non protetto.

Tutto questo corrisponde alle necessità di spettacolarizzazione del prodotto ludico, in cui lo spettatore deve poter godere dell’intera dinamica dell’arma, essere copartecipe del movimento e della potenza dei colpi. Rispetto a queste logiche consiglio “the Game” di Baricco, che descrive in maniera perfetta il rapporto che si sviluppa tra lo strumento ludico e il corpo del giocatore.

La Scherma Storica, ovviamente, è qualcosa di completamente diverso: non si espone mai la schiena all’avversario, non si tentano “scivolamenti” o spallate, niente pugni e calci perché occorre sempre gestire la distanza rispetto all’avversario. I colpi devono essere misurati: i caricamenti inutili sono da escludere, nel momento in cui si va a sollevare le braccia per aumentare la potenza d’impatto un avversario può colpire proprio gli arti, inoltre colpi troppo telefonati fanno esporre a contro-tecniche brevi e rapide, spesso proprio alla mano di chi sferra il taglio che di per sé ha il vantaggio della potenza ma lo svantaggio della lentezza. Ogni tanto Geralt ha infatti il buonsenso di infilare una punta rapida nella gola o nel petto degli avversari. C’è anche da dire che le finte, che richiedono falsi colpi e non Colpi Finiti, sono alla base della scherma e potrebbero non essere ben comprese dallo spettatore all’interno di un combattimento concitato

In un vero combattimento si predilige l’economia di energie, i mezzi colpi, gli arretramenti e gli scarti laterali, le finte etc etc… non è così lineare come in The Witcher, in Berserk, nella serie Gundam Iron Blooded Orphans o nei vari film di Star Wars. E tuttavia lo stile di questo tipo di prodotti, così come è stato per l’ottima scherma rievocativa dei re-enactors, non è da disprezzare in quanto contribuisce fortemente alla narrazione, alla trasposizione dello spettatore all’interno della dinamica di combattimento. Si “racconta” del personaggio anche attraverso il suo corpo e il suo modo di combattere, se ne avverte la tensione, si accusano i colpi che subisce e si gode della raggiunta vittoria.

Aggiungo un dettaglio, e forse una profezia.
Sono certo che prima o poi salteranno fuori corsi di “Scherma Witcher” o “Scherma Strigoi” (o con altri nomi onde evitare problemi di copyright) come è accaduto per la Scherma Jedi che si sta affermando come disciplina in ogni parte del mondo. Premetto che un qualsiasi schermidore storico, con almeno un paio d’anni di esperienza di combattimento, non avrebbe problemi a vincere un confronto con questo tipo di appassionati, ma non è assolutamente questo il punto.

Credo che qualsiasi Storia (perché è quella la leva fondamentale!) faccia uscire di casa un ragazzo o una ragazza, staccandolo da una console o dallo smartphone, in modo che stia con altri ragazzi, gli permetta di fare movimento fisico e intraprendere un percorso anche minimamente marziale, non possa che essere una cosa positiva. Fosse pure volteggiare in salto con la spada dello Strigo (ma perché la tiene sulla schiena?) o ruzzolare con una spada laser. E magari andarsi a bere una birra insieme dopo gli allenamenti! Chiaramente, un vero percorso di scherma storica sarebbe consigliabile, anche per suscitare maggior passione per lo studio, la storia e la cultura. Tuttavia non va assolutamente sottovalutato il valore umano e sociale che un qualsiasi corso di Scherma per Cacciatori di Mostri può avere.

Sorge però un interrogativo: chi sarebbe il ”Maestro” di questi corsi? Chi diventerebbe il riferimento sportivo, ma anche morale, di questi ragazzi forse troppo manipolabili? Magari un furbetto che vuole fare del denaro, meglio se con la barba imbiancata, i modi dell’uomo vissuto e il carisma del mentore misterioso. Non ci sarebbe nulla di strano visto il proliferare di Maestri improvvisati e Guru della Scherma Storica di oltre vent’anni fa, quando questa disciplina e la rievocazione storica muovevano assieme i primi passi, con tutte le conseguenti e disastrose ricadute. E questo è forse l’unico elemento preoccupante dei futuri corsi da Strigo o AmmazzaDraghi. Per diventare Istruttori di scherma storica o moderna ci sono dei percorsi, è richiesto rigore, anche morale, la capacità di trasmettere correttezza e non furbizia, controllo e non violenza.
L’attributo necessario, forse, andrebbe ricercato nell’ossatura di figure eroiche come Geralt. Se la Storia genera una disciplina, allora la direttiva morale del Personaggio può far comprendere il tipo di Maestro da cercare.

Grazie ancora per l’intervista. Trovate qui il sito di Jari con le sue opere. E voi lettori, se vi è piaciuto l’articolo date un’occhiata anche a quelli qui sotto

❚ 5 falsi miti sulla spada medievale

❚ Affondo vs fendente – La fisica in 7 punti – Battle Science III

❚ 5 errori sulle armature in Dungeons & Dragons


Articolo originale: http://www.profmarrelli.it/2019/12/18/jari-lanzoni-cacciatore-mostri-witcher/

Se questo articolo ti è piaciuto, segui il prof. Marrelli su facebook e su ludomedia.

 


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    • By nolavocals
      Spero che i toni resteranno tranquilli anche perché il mio scopo è solo curiosità nel capire.
      Perchè molti giocatori parlano di role poi alla creazione  le scelte sono meccaniche e nessun pg ha linee definite es. personaggio affetto da talassofobia (esempio concreto per rendere l'idea)
      Capisco tutte le frasi che parlano di libertà ecc, ma visto che ruolare è impersonare un personaggio diverso da se stessi e come un attore dovrebbe seguire delle linee, pur avendo la fortuna di poterselo creare mentre un attore viene pagato per fare anche qualcosa che personalmente non piace.
      Grazie a tutti
       
       
    • By aza
      Dopo averci parlato di Magia e conservazione dell'energia, in questo articolo il prof. Marrelli ci parla di Magie e entropia.
      La magia può sembrare una cosa meravigliosa: si tratta di uno strumento in grado di fare, in prima approssimazione, qualunque cosa.
      Abbiamo tuttavia già visto nel precedente articolo che la faccenda non è così semplice: infatti, per ottenere un qualunque effetto magico che sia fisicamente coerente, abbiamo bisogno di spendere energia. E abbiamo bisogno di ottenere questa energia da qualche parte.
      Ma il problema non si ferma qui: ogni volta che l’energia viene trasformata da una forma all’altra, una porzione di essa sempre maggiore viene dispersa, diventando inutilizzabile per il suo scopo originario
      Oggi parliamo del secondo principio della termodinamica… applicato alla magia!

      Calore e movimento
      Se mettiamo a contatto tra loro due oggetti a diverse temperature, il più caldo comincerà a raffreddarsi e il più freddo a scaldarsi finché non raggiungeranno la stessa temperatura.
      Questo fenomeno, detto “principio zero della termodinamica”, è evidente se mettiamo un cubetto di ghiaccio nell’acqua d’estate: il cubetto si scalda, sciogliendosi, ma nel farlo raffredda l’acqua.
      Quello che è accaduto è che una certa quantità di energia, detta calore, ha abbandonato il corpo caldo, raffreddandolo, per introdursi in quello più freddo e riscaldarlo.
      Questo passaggio di energia può essere “imbrigliato” per ottenere movimento: le macchine in grado di compiere queste trasformazioni sono dette Motori Termici, tra cui il motore a scoppio, il motore stirling e l’immancabile motore a vapore.

      Un modellino di motore stirling. Una lieve differenza di temperatura tra il sopra e il sotto della base è sufficiente per far girare la ruota.
      Un motore termico ha infatti bisogno di due “ambienti”, uno più caldo dell’altro, e la sua capacità di funzionamento dipende proprio da tale differenza di temperatura.
      Quando, nel mondo reale, gli scienziati, ingegneri e inventori del ‘700 e ‘800 cominciarono a studiare il rapporto tra il calore fornito a una macchina a vapore e l’energia meccanica (cioè legata allo spostamento della vaporiera) che essa era in grado di rilasciare, si accorsero che una porzione di tale energia veniva perduta.
      Infatti, parte di quel calore andava comunque a riscaldare l’ambiente esterno, più freddo ovviamente della caldaia: questo implica che, se da una parte l’aria esterna circola ed è in grado di rinnovarsi, la caldaia va via via raffreddandosi e richiede sempre nuovo combustibile.
      Per quanto si possano migliorare numerose parti di un motore, per esempio riducendo gli attriti (che dissipano ulteriore preziosa energia), una porzione di dispersioni energetiche dovute a questo scambio di calore sarà sempre, inesorabilmente presente.
      Tale evidenza portò a una delle formulazioni del “Secondo Principio della Termodinamica”, quella di Lord Kelvin: “È impossibile realizzare una trasformazione ciclica il cui unico risultato sia la trasformazione in lavoro di tutto il calore assorbito da una sorgente omogenea” 
      Fu questa triste scoperta, l’inevitabile dispersione dell’energia, che portò gli scienziati del tempo alla definizione di una nuova grandezza fisica: l’Entropia.
      Energie inutilizzabili
      L’Entropia viene spesso definita come lo “stato di disordine di un sistema”, ma si tratta di una definizione che può confondere: infatti non si tratta banalmente di sistemi nei quali gli elementi siano “riposti ordinatamente”.
      Due oggetti a temperature diverse e a contatto tra loro, infatti, sono ugualmente “ordinati” prima o dopo aver scambiato calore tra loro.
      Quello che invece sappiamo grazie ai motori termici è che se due oggetti hanno temperature diverse è possibile usarli per generare energia meccanica, mentre questo è impossibile se hanno la stessa temperatura.
      In questo secondo caso, infatti, la loro energia è stata “distribuita” tra di essi, mentre inizialmente essa era “disponibile” per generare lavoro.

      Se immaginiamo le unità di energia termica come palline, esse possono essere utilizzate per produrre movimento solo finché sono separate
      Badate bene che, dopo lo scambio di calore, tale energia non è stata “perduta” nel nulla: l’energia totale è conservata e così il primo principio della termodinamica, solo essa non è più “sfruttabile” alla stessa maniera.
      La sua “qualità” è diminuita.
      L’Entropia è, di fatto, la misura di questa “riduzione di qualità” dell’energia di un sistema.
      Un’evidenza nata sia dall’osservazione naturale che dagli studi di Carnot è che l’entropia è sempre in continua, inesorabile crescita, e quindi la “qualità” dell’energia è in perenne calo.
      Ciò ha portato a un’ulteriore formulazione del secondo principio della termodinamica: “in un sistema isolato l’entropia non può mai diminuire”.
      Tutti i fenomeni spontanei, infatti, aumentano (o quantomeno mantengono inalterata) l’entropia del sistema: il calore fluisce da un corpo caldo a uno freddo, anche quando si cerca di imbrigliarlo con un motore, riducendo inevitabilmente l’efficacia del processo (come abbiamo già visto).
      Tutti i fenomeni naturali che portano alla dispersione dell’energia sono prima o poi inevitabili: il ghiaccio fonde, gli oggetti cadono, il ferro si ossida, le pile si scaricano, le stelle si spengono e gli esseri viventi, alla fine, periscono.
      Questo non significa che sia impossibile ottenere effetti opposti a quelli spontanei: abbiamo ad esempio inventato frigoriferi e condizionatori per abbassare la temperatura.
      Tuttavia, tali macchinari si “limitano” a spostare il calore, ad esempio, del cibo congelato nell’ambiente fuori dal frigo, e consumano energia per farlo: parte di questa energia poi, ovviamente, non sarà utilizzabile per raffreddare gli alimenti ma verrà dispersa.
      Se noi cercassimo di utilizzare la differenza di temperatura tra frigo e stanza per alimentare un motore termico, otterremmo ancora meno energia di quella necessaria per mantenere il cibo congelato.
      L’energia necessaria per raffreddare un oggetto è insomma superiore a quella che si otterrebbe utilizzandolo come ambiente freddo per un motore termico: questo perché parte di quell’energia è stata dispersa proprio a causa dell’entropia.
      Come per un cambio di valuta, scambiare euro per dollari avrà un costo: riscambiando indietro dollari con euro, un ulteriore costo, ci troveremmo in mano meno soldi di quelli iniziali.

      Ogni trasformazione d’energia riduce quella disponibile per nella nuova forma, disperdendone inevitabilmente altra a causa dell’entropia
      Inoltre, andando ad effettuare il calcolo, vedremmo che, dove l’entropia dell’interno del frigorifero è diminuita, quella del suo esterno è aumentata di una quantità superiore: l’entropia totale infatti aumenta sempre.
      A seguito di un’azione su un sistema che ne riduca l’entropia ci sarà sempre un sistema più grande che lo circondi la cui entropia totale è aumentata (o al limite è rimasta identica): si dice in gergo che “l’entropia dell’universo” non può mai diminuire.
      Come per i frigoriferi, anche i meccanismi degli esseri viventi riescono a mantenere sotto controllo l’entropia, a scapito tuttavia delle sostanze che espellono: gli scarti del corpo umano, se anche non fossero per esso dannosi, sarebbero comunque meno nutrienti dell’equivalente cibo necessario per crearli.
      Se fossimo in grado di assimilare gli elementi nutritivi del terreno e produrre autonomamente determinate molecole biologiche necessarie per il nostro organismo, come alcune proteine, troveremmo svantaggioso nutrirci di piante e animali poiché il loro “passaggio” ha rubato energia.
      Ogni trasformazione di energia ha, infatti, un determinato “rendimento”, cioè una percentuale dell’energia investita che è effettivamente utilizzabile dopo una trasformazione: il rendimento è sempre inferiore al 100% e tale perdita, dovuta all’entropia, va accumulandosi ad ogni passaggio.
      Se, per esempio, della benzina viene bruciata per spingere un’automobile, tale processo è più efficiente (si ha cioè a disposizione più energia effettiva) che se tale motore fosse usato per produrre energia elettrica ed essa, a sua volta, utilizzata per alimentare un motore elettrico di un’automobile: motivo per cui le auto elettriche sono efficienti e meno inquinanti solo se ci sono scelte oculate nella produzione dell’energia elettrica.
      A loro volta, i combustibili fossili come il petrolio, “fonti” di energia, non sono che l’effetto della degradazione di energie ben superiori accumulate milioni di anni fa durante la crescita, ad esempio, delle piante ormai fossilizzate e dell’azione dei batteri su di esse: l’energia spesa, insomma, per creare un albero e trasformarlo in carbone fossile è superiore a quella ottenuta bruciando quello stesso combustibile.
      Per riassumere il concetto, l’entropia è la misura della degradazione dell’energia di un sistema: essa aumenta inesorabilmente a ogni trasformazione d’energia, rendendola sempre più inutilizzabile e portando spontaneamente a fenomeni come la dispersione del calore, dell’energia e la devastazione del tempo.
      Gli effetti sulla magia
      Ma quali effetti avrebbe l’entropia sulla magia, alla luce anche dell’articolo precedente?
      Tanto per cominciare, l’energia magica disponibile sarebbe, se possibile, ancora meno.
      Che sia accumulata fuori o dentro il mago, l’energia magica tenderebbe a disperdersi: sarebbe forse questo fenomeno a concedere l’esistenza di incantesimi che permettano la percezione della magia.
      Questo implicherebbe, per esempio, che gli effetti magici vadano a svanire nel tempo e causino tutti quei classici eventi come l’indebolimento dei sigilli magici per trattenere chissà quale oscuro demone del passato.
      Sarebbe anche molto in linea con tutte quelle ambientazioni nelle quali la magia si è via via ridotta e non sia più facile come un tempo produrre chissà quali effetti meravigliosi, un classico anche di tanti racconti  che pongono spesso le vicende in epoche successive a quelle degli dei e degli eroi: un tale sapore si respira, ad esempio, nelle Cronache del ghiaccio e del fuoco, nel Signore degli Anelli ma anche, da un certo punto di vista, in ambientazioni dove magia e tecnologia si confondono come Warhammer 40.000.

      Ma come giustificare la presenza di antichi artefatti di ere perdute in grado di garantire immensi poteri, come quelli tipici della terra di mezzo?
      Una maniera per limitare lo scambio di energia al minimo è quello di utilizzare contenitori adiabatici, che riescono quasi ad azzerare lo scambio di calore (chiaramente non è possibile azzerare completamente le perdite per un tempo infinito… proprio per colpa dell’entropia!).
      L’idea di ridurre la dispersione dell’energia è ampiamente utilizzata in ambito tecnologico per materiali isolanti (basta pensare all’edilizia o ai termos) nonché per altre applicazioni come i Volani, pesanti oggetti tenuti in rotazione nel vuoto su cuscinetti magnetici in modo che non disperdano il loro movimento rotatorio (il quale viene poi utilizzato, all’occorrenza, per produrre energia).
      Impedire a un oggetto magico di rilasciare energia potrebbe essere sia una maniera per allungare la sua vita sia, nell’ottica precedente, di celarne la natura.
      Ma un oggetto di potere immenso in grado di durare millenni potrebbe somigliare di più a una forma di vita magica, che ottiene la sua energia dall’ambiente esattamente come le piante (entro un certo limite) dal sole.
      In base a come funzioni il mana in un mondo di finzione, oggetti e creature che si nutrono di esso potrebbero ridurne la disponibilità magica in una determinata area, cosa che potrebbe portare a divertenti implicazioni.

      Ma l’effetto più importante dell’entropia sulla magia è che la sua energia è ancora più preziosa: ad ogni trasformazione, infatti, viene dissipata, che sia per il passaggio dal metabolismo umano a una riserva magica, dall’ambiente circostante agli incantesimi stessi.
      Gli incantesimi poi dovrebbero, se possibile, agire in maniera estremamente diretta: sollevare un masso, per esempio, dovrebbe evitare di richiedere l’apertura di un portale sul piano elementale dell’aria per manifestare una corrente ascensionale (anche se può darsi che un mero sollevamento non sia poi così facile da ottenere… ma ne parleremo oltre!).
      Alla stessa maniera, una palla di fuoco potrebbe essere ottenuta separando ossigeno e idrogeno nel vapore acqueo presente nell’aria, spezzando i loro legami tra loro e ottenendo, per ricombinazione, un effetto esplosivo… ma questo richiederebbe un enorme dispendio di energia.
      Perfino l’arco elettrico di un fulmine sarebbe molto più semplice da causare, ma richiederebbe comunque più energia di una punta affilata sparata magicamente sul nemico.
      Diversa invece la situazione se queste energie magiche fossero presenti e pronte a svilupparsi in maniera selvaggia: in tal caso, il mago potrebbe limitarsi a gestire con perizia il flusso magico incontrollato, lasciando la dispersione energetica più grande alla fonte magica…

      Articolo originale: http://www.profmarrelli.it/2020/01/22/manadinamica-magia-ed-entropia/

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    • By aza
      Il prof. Marrelli ci parla di come potrebbe funzionare una magia “fisicamente corretta” nei monidi Fantasy.
       
      Uno dei problemi da affrontare, nei giochi e nella fiction in generale, dovuto all’introduzione della magia è integrare tali fenomeni all’interno del mondo per creare un contesto coerente e in qualche modo credibile.
      In questa rubrica, dedicata soprattutto agli inventori di mondi (che siano scrittori o dungeon master), cercheremo di analizzare come potrebbe funzionare una magia “fisicamente corretta” ed evitare la classica domanda: “ma perché, se c’è la magia, la gente continua a zappare la terra e morire in modi atroci?”.

      IL PROBLEMA ENERGETICO
      Se la magia fosse fisicamente corretta, dovrebbe rispettare alcune leggi fra le quali i famosi Principi della Termodinamica (o, per l’occasione, della “Manadinamica”).
      Tra questi, il primo è il cosiddetto “Principio di conservazione dell’Energia” che richiede che l’energia totale coinvolta in un fenomeno sia conservata, cioè che la sua quantità totale al termine del processo sia uguale a quella iniziale (contando, in entrambi i casi, tutte le forme di energia presente).
      Ma cos’è l’Energia?
      L’Energia è una grandezza fisica che descrive vari fenomeni simili capaci di trasformarsi l’uno nell’altro: l’energia elettrica usata per alimentare una stufa si trasforma in energia termica, e quella termica in un motore produce energia meccanica sotto forma di velocità (energia cinetica) e/o sollevando pesanti carichi (energia potenziale).

      Ma l’energia è anche la base del funzionamento del nostro corpo: noi otteniamo energia dal cibo che mangiamo (dove è accumulata in forma di energia chimica dei suoi costituenti nutritivi) e usiamo questa energia per muoverci, respirare, pensare e per il corretto funzionamento del nostro metabolismo.
      Possiamo dire tranquillamente che la stragrande maggioranza dei fenomeni che conosciamo prevede trasformazioni e scambi di energia, e la magia non può non ricadere in questo sistema: per sollevare un masso con il potere di un incantesimo, l’energia necessaria deve essere ottenuta da qualche parte.
      È questo continuo richiamo al “pagamento” di energia che permette di creare un sistema magico fisicamente coerente. Non solo, l’incantesimo deve richiedere tutta l’energia necessaria per ottenere l’effetto desiderato: la generazione di temperature estreme di una palla di fuoco, la crescita di una pianta o lo spostamento di masse ingenti può richiedere una quantità estrema di energia, e talvolta anche difficile da calcolare (soprattutto quando ci sono di mezzo creature viventi o teletrasporti, ma avremo modo di parlarne in altri articoli).
      Cerchiamo dunque di rispondere alla domanda: da dove proviene tutta questa energia?
      MICROORGANISMI E CONDENSATORI
      Una prima possibilità evidente è che l’energia possa essere ottenuta da quella del mago stesso.
      Il corpo umano consuma l’energia ottenuta dal cibo per le sue attività, compresa una fetta importante (circa il 60-70%) unicamente per mantenere le funzioni vitali come la respirazione, la circolazione, il pensiero e il mantenimento della temperatura.
      Un essere umano, in base all’età, al sesso e all’attività che compie, ha un consumo energetico quotidiano che può andare tra le 1500 e le 2500 kilocalorie circa: la stessa quantità di energia, espressa in Joule (l’unità di misura dell’energia nel sistema internazionale), oscilla tra i 6300 e i 10500 KiloJoule.
      Se fosse possibile prendere una piccola frazione, ad esempio l’1% dell’energia di una “persona media” (8000 KJ per comodità), avremmo a disposizione 80 KJ, cioè 80.000 Joule.

      Ma “quanti” sono 80.000 Joule?
      Sono, ad esempio, pari all’energia necessaria per sollevare di un metro un masso di 8 tonnellate!
      L’energia per una simile impresa titanica, ben lontana dalle capacità umane e facilmente assimilabile a un “prodigio magico”, è pari al solo 1% dell’energia consumata da un essere umano “medio”.
      Ciò che impedisce a una persona di usare la sua energia in questa maniera è il concetto di “potenza”, cioè l’ammontare di energia che può essere emessa in un determinato ammontare di tempo. I nostri muscoli non sono abbastanza potenti da sollevare massi di una tonnellata (1000 kg) in alto di un metro, ma più che capaci di trasportare un oggetto di 10 kg per un dislivello di 100 metri: queste due azioni richiedono lo stesso ammontare di energia, ma la prima richiede molta più forza e molto meno tempo.

      Se riuscissimo a rilasciare energia in tempi inferiori, potremmo letteralmente dare vita alla magia partendo dalla stessa energia dei corpi umani: ma come accumulare questa energia e rilasciarla tutta assieme?
      Un mago potrebbe avere una “riserva” di energia magica che viene lentamente ricaricata dal suo stesso metabolismo e che può essere rilasciata rapidamente dando vita a effetti magici, e l’energia mancante del mago potrebbe giustificare la classica carenza di forza fisica che accomuna i maghi in molti giochi di ruolo.
      Un’opzione potrebbe essere fare ricorso a sostanze prodotte dall’organismo e accumulate in appositi tessuti, come facciamo già nella realtà con i grassi, in grado di essere “bruciate” per ottenere un picco di energia.
      Se invece non volessimo alterare la biologia umana, potremmo immaginarci un microorganismo simbiontico simile ai famosi Midi-Chlorian di Star Wars, in grado di sopravvivere solo in organismi molto specifici (magari in maniera simile a quello che accade con gli antigeni del sangue, solo più complesso).
      Infine, il mago potrebbe ottenere energia sottraendola dagli esseri viventi circostanti, in pieno stile “rituali sacrificali” o, più semplicemente, prendendo ispirazione dalla recente serie di The Witcher.

      Il rilascio dell’energia dovrebbe essere rapido, con un funzionamento simile a quello del flash delle macchine fotografiche. Le pile, infatti, non sono in grado di fornire una potenza sufficiente per il lampo: il flash, in questo caso, è ottenuto da un Condensatore, un componente dei circuiti in grado di accumulare al suo interno cariche elettriche (cioè, sostanzialmente, elettroni, le particelle che compongono la corrente elettrica) e di scaricarsi molto velocemente.
      In questo modo, anche se la velocità di ricarica della pila è ridotta, il condensatore è in grado di fornire rapidamente una grande quantità di energia per il flash: allo stesso modo, un mago dovrebbe essere in grado di bruciare rapidamente la sua riserva energetica per ottenere, in poco tempo, grandi quantità di energia per dare vita ai suoi incantesimi.

      Un condensatore. La vostra scheda madre ne è piena.
      CATALIZZATORI
      Se invece l’energia fosse ottenuta esternamente dal mago, come potrebbe egli averne accesso? E come giustificare una quantità limitata di uso di tale potere?
      Sempre pensando a un consumo (almeno iniziale) di energia da parte del mago, si potrebbe ipotizzare un’interazione tra il mago e una sostanza esterna, simile alla Trama nel mondo di Forgotten Realms, grazie al quale il mago ottiene i suoi effetti facendo da catalizzatore.
      In chimica, molti processi che trasmettono energia verso l’esterno (esoergodici) non avvengono spontaneamente, ma devono essere “stimolati” tramite una certa quantità di energia iniziale, detta energia di attivazione. Si può immaginare, ad esempio, che una certa reazione rilasci 5 Joule di energia, ma che la sostanza debba prima ricevere due Joule come energia di attivazione per avere inizio.
      Un esempio pratico di questi fenomeni sono le combustioni, delle quali parleremo in un futuro articolo: un oggetto che brucia emette energia termica, ma ha prima bisogno di un innesco, un evento in grado di fornirgli l’energia necessaria per far partire la combustione.

      Un Catalizzatore è un elemento, di solito una sostanza chimica, in grado di produrre un effetto di Catalisi, cioè di ridurre l’energia di attivazione: nell’esempio precedente la reazione potrebbe, grazie a un catalizzatore, richiedere un solo Joule per avere inizio.
      Se il mago fosse in grado di agire da catalizzatore per la magia, questo spiegherebbe come mai solo i maghi sono in grado di usare tale potere, cioè perché l’energia di attivazione è troppo elevata e i non-maghi non sono in grado di abbassarla.
      Contemporaneamente, se fosse sempre lui a fornire l’energia iniziale (ridotta grazie alla catalisi) si giustificherebbe anche un utilizzo limitato della magia da parte dell’incantatore.
      MASSA ED ENERGIA
      Un’ultima, notevole fonte di energia è la cosiddetta annichilazione della materia: la possibilità cioè di trasformare direttamente materia in energia mediante la famosa formula di Einstein.

      Si tratta di una quantità di energia enorme: mezzo grammo di materia produrrebbe la stessa energia della bomba di Hiroshima.
      Fortunatamente si tratta, nel mondo reale, di un processo assai complesso da ottenere: per avere una annichilazione è necessario far incontrare ogni particella del nostro materiale con la sua antiparticella. Queste ultime sono complesse da ottenere e prodotte solo da reazioni nucleari rare e altresì molto costose, in termini energetici (e non), da ottenere: all’attuale stato delle cose, il più grande apparato in grado di generare tali antiparticelle (il Large Hadron Collider, o LHC, del CERN di Ginevra) sarebbe in grado di ottenere un grammo di antimateria in… qualche milione di anni!
      Tuttavia, immaginando di ottenere energia dai due processi precedenti, sarebbe forse possibile annichilire quantità di materia sufficientemente piccole da concedere comunque effetti prodigiosi… se l’antimateria fosse già presente. Infatti, produrre antimateria richiede processi molto più costosi (in termini di energie) di quanto poi riottenuto dall’annichilazione, fino a 10 miliardi di volte tanto.
      Anche se, infine, essa fosse già disponibile al mago, questi dovrebbe assicurarsi di mantenere l’antimateria confinata nel vuoto, impedendogli di interagire con qualunque genere di materia, perfino l’aria: tale situazione viene comunemente ottenuta, nel mondo reale, tramite potenti campi elettromagnetici che possono risultare letali alle persone che si avvicinano troppo.

      Sarebbe invece possibile ottenere parte dell’energia dagli atomi mediante fusione e fissione: in questo caso, tuttavia, la quantità di energia ottenuta da ogni atomo è molto inferiore e sarebbero necessarie quantità importanti di materiale (e il materiale giusto!), nonché condizioni peculiari di temperatura e pressione altrettanto complesse da ottenere (che richiederebbero ulteriori, drammatiche energie iniziali).
      IL PREZZO DA PAGARE
      Questa (relativamente) vasta serie di opzione potrebbe far pensare che ottenere energia possa essere semplice, ma si tratta di una conclusione errata.
      Il mago dovrebbe indubbiamente pagare il prezzo iniziale consumando parte della sua stessa energia, energia che, se fosse accumulata in una sorta di condensatore magico, non sarebbe disponibile dell’incantatore (al di fuori del suo uso magico) e lo lascerebbe permanentemente spossato.
      Se facesse inoltre da catalizzatore per una qualche fonte esterna di energia, essa si andrebbe, nel tempo, a consumare inevitabilmente la fonte di energia magica esterna proprio come i combustibili che diventano inutilizzabili dopo essere bruciati.
      Infine, la stessa capacità di annichilire materia richiederebbe una grossa fonte di antimateria oppure energie tali da non giustificarne l’utilizzo, e anche l’energia nucleare si potrebbe sfruttare solo con condizioni estreme di temperatura e pressione.

      E’ evidente dunque che l’idea di usare la magia per affrontare problemi altrimenti risolvibili è una mossa assai sconveniente, e che rivolgersi agli incantesimi dovrebbe essere giustificato solo da una necessità particolare e immediata.
      E ancora non abbiamo parlato del fatto che non tutta quell’energia può essere utilizzata per lanciare una magia… ma per quello, aspettate il prossimo articolo di Manadinamica!
      Articolo originale: http://www.profmarrelli.it/2020/01/15/manadinamica-conservazione-energia/

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    • By aza
      La magia può sembrare una cosa meravigliosa: si tratta di uno strumento in grado di fare, in prima approssimazione, qualunque cosa.
      Abbiamo tuttavia già visto nel precedente articolo che la faccenda non è così semplice: infatti, per ottenere un qualunque effetto magico che sia fisicamente coerente, abbiamo bisogno di spendere energia. E abbiamo bisogno di ottenere questa energia da qualche parte.
      Ma il problema non si ferma qui: ogni volta che l’energia viene trasformata da una forma all’altra, una porzione di essa sempre maggiore viene dispersa, diventando inutilizzabile per il suo scopo originario
      Oggi parliamo del secondo principio della termodinamica… applicato alla magia!

      Calore e movimento
      Se mettiamo a contatto tra loro due oggetti a diverse temperature, il più caldo comincerà a raffreddarsi e il più freddo a scaldarsi finché non raggiungeranno la stessa temperatura.
      Questo fenomeno, detto “principio zero della termodinamica”, è evidente se mettiamo un cubetto di ghiaccio nell’acqua d’estate: il cubetto si scalda, sciogliendosi, ma nel farlo raffredda l’acqua.
      Quello che è accaduto è che una certa quantità di energia, detta calore, ha abbandonato il corpo caldo, raffreddandolo, per introdursi in quello più freddo e riscaldarlo.
      Questo passaggio di energia può essere “imbrigliato” per ottenere movimento: le macchine in grado di compiere queste trasformazioni sono dette Motori Termici, tra cui il motore a scoppio, il motore stirling e l’immancabile motore a vapore.

      Un modellino di motore stirling. Una lieve differenza di temperatura tra il sopra e il sotto della base è sufficiente per far girare la ruota.
      Un motore termico ha infatti bisogno di due “ambienti”, uno più caldo dell’altro, e la sua capacità di funzionamento dipende proprio da tale differenza di temperatura.
      Quando, nel mondo reale, gli scienziati, ingegneri e inventori del ‘700 e ‘800 cominciarono a studiare il rapporto tra il calore fornito a una macchina a vapore e l’energia meccanica (cioè legata allo spostamento della vaporiera) che essa era in grado di rilasciare, si accorsero che una porzione di tale energia veniva perduta.
      Infatti, parte di quel calore andava comunque a riscaldare l’ambiente esterno, più freddo ovviamente della caldaia: questo implica che, se da una parte l’aria esterna circola ed è in grado di rinnovarsi, la caldaia va via via raffreddandosi e richiede sempre nuovo combustibile.
      Per quanto si possano migliorare numerose parti di un motore, per esempio riducendo gli attriti (che dissipano ulteriore preziosa energia), una porzione di dispersioni energetiche dovute a questo scambio di calore sarà sempre, inesorabilmente presente.
      Tale evidenza portò a una delle formulazioni del “Secondo Principio della Termodinamica”, quella di Lord Kelvin: “È impossibile realizzare una trasformazione ciclica il cui unico risultato sia la trasformazione in lavoro di tutto il calore assorbito da una sorgente omogenea” 
      Fu questa triste scoperta, l’inevitabile dispersione dell’energia, che portò gli scienziati del tempo alla definizione di una nuova grandezza fisica: l’Entropia.
      Energie inutilizzabili
      L’Entropia viene spesso definita come lo “stato di disordine di un sistema”, ma si tratta di una definizione che può confondere: infatti non si tratta banalmente di sistemi nei quali gli elementi siano “riposti ordinatamente”.
      Due oggetti a temperature diverse e a contatto tra loro, infatti, sono ugualmente “ordinati” prima o dopo aver scambiato calore tra loro.
      Quello che invece sappiamo grazie ai motori termici è che se due oggetti hanno temperature diverse è possibile usarli per generare energia meccanica, mentre questo è impossibile se hanno la stessa temperatura.
      In questo secondo caso, infatti, la loro energia è stata “distribuita” tra di essi, mentre inizialmente essa era “disponibile” per generare lavoro.

      Se immaginiamo le unità di energia termica come palline, esse possono essere utilizzate per produrre movimento solo finché sono separate
      Badate bene che, dopo lo scambio di calore, tale energia non è stata “perduta” nel nulla: l’energia totale è conservata e così il primo principio della termodinamica, solo essa non è più “sfruttabile” alla stessa maniera.
      La sua “qualità” è diminuita.
      L’Entropia è, di fatto, la misura di questa “riduzione di qualità” dell’energia di un sistema.
      Un’evidenza nata sia dall’osservazione naturale che dagli studi di Carnot è che l’entropia è sempre in continua, inesorabile crescita, e quindi la “qualità” dell’energia è in perenne calo.
      Ciò ha portato a un’ulteriore formulazione del secondo principio della termodinamica: “in un sistema isolato l’entropia non può mai diminuire”.
      Tutti i fenomeni spontanei, infatti, aumentano (o quantomeno mantengono inalterata) l’entropia del sistema: il calore fluisce da un corpo caldo a uno freddo, anche quando si cerca di imbrigliarlo con un motore, riducendo inevitabilmente l’efficacia del processo (come abbiamo già visto).
      Tutti i fenomeni naturali che portano alla dispersione dell’energia sono prima o poi inevitabili: il ghiaccio fonde, gli oggetti cadono, il ferro si ossida, le pile si scaricano, le stelle si spengono e gli esseri viventi, alla fine, periscono.
      Questo non significa che sia impossibile ottenere effetti opposti a quelli spontanei: abbiamo ad esempio inventato frigoriferi e condizionatori per abbassare la temperatura.
      Tuttavia, tali macchinari si “limitano” a spostare il calore, ad esempio, del cibo congelato nell’ambiente fuori dal frigo, e consumano energia per farlo: parte di questa energia poi, ovviamente, non sarà utilizzabile per raffreddare gli alimenti ma verrà dispersa.
      Se noi cercassimo di utilizzare la differenza di temperatura tra frigo e stanza per alimentare un motore termico, otterremmo ancora meno energia di quella necessaria per mantenere il cibo congelato.
      L’energia necessaria per raffreddare un oggetto è insomma superiore a quella che si otterrebbe utilizzandolo come ambiente freddo per un motore termico: questo perché parte di quell’energia è stata dispersa proprio a causa dell’entropia.
      Come per un cambio di valuta, scambiare euro per dollari avrà un costo: riscambiando indietro dollari con euro, un ulteriore costo, ci troveremmo in mano meno soldi di quelli iniziali.

      Ogni trasformazione d’energia riduce quella disponibile per nella nuova forma, disperdendone inevitabilmente altra a causa dell’entropia
      Inoltre, andando ad effettuare il calcolo, vedremmo che, dove l’entropia dell’interno del frigorifero è diminuita, quella del suo esterno è aumentata di una quantità superiore: l’entropia totale infatti aumenta sempre.
      A seguito di un’azione su un sistema che ne riduca l’entropia ci sarà sempre un sistema più grande che lo circondi la cui entropia totale è aumentata (o al limite è rimasta identica): si dice in gergo che “l’entropia dell’universo” non può mai diminuire.
      Come per i frigoriferi, anche i meccanismi degli esseri viventi riescono a mantenere sotto controllo l’entropia, a scapito tuttavia delle sostanze che espellono: gli scarti del corpo umano, se anche non fossero per esso dannosi, sarebbero comunque meno nutrienti dell’equivalente cibo necessario per crearli.
      Se fossimo in grado di assimilare gli elementi nutritivi del terreno e produrre autonomamente determinate molecole biologiche necessarie per il nostro organismo, come alcune proteine, troveremmo svantaggioso nutrirci di piante e animali poiché il loro “passaggio” ha rubato energia.
      Ogni trasformazione di energia ha, infatti, un determinato “rendimento”, cioè una percentuale dell’energia investita che è effettivamente utilizzabile dopo una trasformazione: il rendimento è sempre inferiore al 100% e tale perdita, dovuta all’entropia, va accumulandosi ad ogni passaggio.
      Se, per esempio, della benzina viene bruciata per spingere un’automobile, tale processo è più efficiente (si ha cioè a disposizione più energia effettiva) che se tale motore fosse usato per produrre energia elettrica ed essa, a sua volta, utilizzata per alimentare un motore elettrico di un’automobile: motivo per cui le auto elettriche sono efficienti e meno inquinanti solo se ci sono scelte oculate nella produzione dell’energia elettrica.
      A loro volta, i combustibili fossili come il petrolio, “fonti” di energia, non sono che l’effetto della degradazione di energie ben superiori accumulate milioni di anni fa durante la crescita, ad esempio, delle piante ormai fossilizzate e dell’azione dei batteri su di esse: l’energia spesa, insomma, per creare un albero e trasformarlo in carbone fossile è superiore a quella ottenuta bruciando quello stesso combustibile.
      Per riassumere il concetto, l’entropia è la misura della degradazione dell’energia di un sistema: essa aumenta inesorabilmente a ogni trasformazione d’energia, rendendola sempre più inutilizzabile e portando spontaneamente a fenomeni come la dispersione del calore, dell’energia e la devastazione del tempo.
      Gli effetti sulla magia
      Ma quali effetti avrebbe l’entropia sulla magia, alla luce anche dell’articolo precedente?
      Tanto per cominciare, l’energia magica disponibile sarebbe, se possibile, ancora meno.
      Che sia accumulata fuori o dentro il mago, l’energia magica tenderebbe a disperdersi: sarebbe forse questo fenomeno a concedere l’esistenza di incantesimi che permettano la percezione della magia.
      Questo implicherebbe, per esempio, che gli effetti magici vadano a svanire nel tempo e causino tutti quei classici eventi come l’indebolimento dei sigilli magici per trattenere chissà quale oscuro demone del passato.
      Sarebbe anche molto in linea con tutte quelle ambientazioni nelle quali la magia si è via via ridotta e non sia più facile come un tempo produrre chissà quali effetti meravigliosi, un classico anche di tanti racconti  che pongono spesso le vicende in epoche successive a quelle degli dei e degli eroi: un tale sapore si respira, ad esempio, nelle Cronache del ghiaccio e del fuoco, nel Signore degli Anelli ma anche, da un certo punto di vista, in ambientazioni dove magia e tecnologia si confondono come Warhammer 40.000.

      Ma come giustificare la presenza di antichi artefatti di ere perdute in grado di garantire immensi poteri, come quelli tipici della terra di mezzo?
      Una maniera per limitare lo scambio di energia al minimo è quello di utilizzare contenitori adiabatici, che riescono quasi ad azzerare lo scambio di calore (chiaramente non è possibile azzerare completamente le perdite per un tempo infinito… proprio per colpa dell’entropia!).
      L’idea di ridurre la dispersione dell’energia è ampiamente utilizzata in ambito tecnologico per materiali isolanti (basta pensare all’edilizia o ai termos) nonché per altre applicazioni come i Volani, pesanti oggetti tenuti in rotazione nel vuoto su cuscinetti magnetici in modo che non disperdano il loro movimento rotatorio (il quale viene poi utilizzato, all’occorrenza, per produrre energia).
      Impedire a un oggetto magico di rilasciare energia potrebbe essere sia una maniera per allungare la sua vita sia, nell’ottica precedente, di celarne la natura.
      Ma un oggetto di potere immenso in grado di durare millenni potrebbe somigliare di più a una forma di vita magica, che ottiene la sua energia dall’ambiente esattamente come le piante (entro un certo limite) dal sole.
      In base a come funzioni il mana in un mondo di finzione, oggetti e creature che si nutrono di esso potrebbero ridurne la disponibilità magica in una determinata area, cosa che potrebbe portare a divertenti implicazioni.

      Ma l’effetto più importante dell’entropia sulla magia è che la sua energia è ancora più preziosa: ad ogni trasformazione, infatti, viene dissipata, che sia per il passaggio dal metabolismo umano a una riserva magica, dall’ambiente circostante agli incantesimi stessi.
      Gli incantesimi poi dovrebbero, se possibile, agire in maniera estremamente diretta: sollevare un masso, per esempio, dovrebbe evitare di richiedere l’apertura di un portale sul piano elementale dell’aria per manifestare una corrente ascensionale (anche se può darsi che un mero sollevamento non sia poi così facile da ottenere… ma ne parleremo oltre!).
      Alla stessa maniera, una palla di fuoco potrebbe essere ottenuta separando ossigeno e idrogeno nel vapore acqueo presente nell’aria, spezzando i loro legami tra loro e ottenendo, per ricombinazione, un effetto esplosivo… ma questo richiederebbe un enorme dispendio di energia.
      Perfino l’arco elettrico di un fulmine sarebbe molto più semplice da causare, ma richiederebbe comunque più energia di una punta affilata sparata magicamente sul nemico.
      Diversa invece la situazione se queste energie magiche fossero presenti e pronte a svilupparsi in maniera selvaggia: in tal caso, il mago potrebbe limitarsi a gestire con perizia il flusso magico incontrollato, lasciando la dispersione energetica più grande alla fonte magica…

      Articolo originale: http://www.profmarrelli.it/2020/01/22/manadinamica-magia-ed-entropia/

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    • By aza
      Uno dei problemi da affrontare, nei giochi e nella fiction in generale, dovuto all’introduzione della magia è integrare tali fenomeni all’interno del mondo per creare un contesto coerente e in qualche modo credibile.
      In questa rubrica, dedicata soprattutto agli inventori di mondi (che siano scrittori o dungeon master), cercheremo di analizzare come potrebbe funzionare una magia “fisicamente corretta” ed evitare la classica domanda: “ma perché, se c’è la magia, la gente continua a zappare la terra e morire in modi atroci?”.

      IL PROBLEMA ENERGETICO
      Se la magia fosse fisicamente corretta, dovrebbe rispettare alcune leggi fra le quali i famosi Principi della Termodinamica (o, per l’occasione, della “Manadinamica”).
      Tra questi, il primo è il cosiddetto “Principio di conservazione dell’Energia” che richiede che l’energia totale coinvolta in un fenomeno sia conservata, cioè che la sua quantità totale al termine del processo sia uguale a quella iniziale (contando, in entrambi i casi, tutte le forme di energia presente).
      Ma cos’è l’Energia?
      L’Energia è una grandezza fisica che descrive vari fenomeni simili capaci di trasformarsi l’uno nell’altro: l’energia elettrica usata per alimentare una stufa si trasforma in energia termica, e quella termica in un motore produce energia meccanica sotto forma di velocità (energia cinetica) e/o sollevando pesanti carichi (energia potenziale).

      Ma l’energia è anche la base del funzionamento del nostro corpo: noi otteniamo energia dal cibo che mangiamo (dove è accumulata in forma di energia chimica dei suoi costituenti nutritivi) e usiamo questa energia per muoverci, respirare, pensare e per il corretto funzionamento del nostro metabolismo.
      Possiamo dire tranquillamente che la stragrande maggioranza dei fenomeni che conosciamo prevede trasformazioni e scambi di energia, e la magia non può non ricadere in questo sistema: per sollevare un masso con il potere di un incantesimo, l’energia necessaria deve essere ottenuta da qualche parte.
      È questo continuo richiamo al “pagamento” di energia che permette di creare un sistema magico fisicamente coerente. Non solo, l’incantesimo deve richiedere tutta l’energia necessaria per ottenere l’effetto desiderato: la generazione di temperature estreme di una palla di fuoco, la crescita di una pianta o lo spostamento di masse ingenti può richiedere una quantità estrema di energia, e talvolta anche difficile da calcolare (soprattutto quando ci sono di mezzo creature viventi o teletrasporti, ma avremo modo di parlarne in altri articoli).
      Cerchiamo dunque di rispondere alla domanda: da dove proviene tutta questa energia?
      MICROORGANISMI E CONDENSATORI
      Una prima possibilità evidente è che l’energia possa essere ottenuta da quella del mago stesso.
      Il corpo umano consuma l’energia ottenuta dal cibo per le sue attività, compresa una fetta importante (circa il 60-70%) unicamente per mantenere le funzioni vitali come la respirazione, la circolazione, il pensiero e il mantenimento della temperatura.
      Un essere umano, in base all’età, al sesso e all’attività che compie, ha un consumo energetico quotidiano che può andare tra le 1500 e le 2500 kilocalorie circa: la stessa quantità di energia, espressa in Joule (l’unità di misura dell’energia nel sistema internazionale), oscilla tra i 6300 e i 10500 KiloJoule.
      Se fosse possibile prendere una piccola frazione, ad esempio l’1% dell’energia di una “persona media” (8000 KJ per comodità), avremmo a disposizione 80 KJ, cioè 80.000 Joule.

      Ma “quanti” sono 80.000 Joule?
      Sono, ad esempio, pari all’energia necessaria per sollevare di un metro un masso di 8 tonnellate!
      L’energia per una simile impresa titanica, ben lontana dalle capacità umane e facilmente assimilabile a un “prodigio magico”, è pari al solo 1% dell’energia consumata da un essere umano “medio”.
      Ciò che impedisce a una persona di usare la sua energia in questa maniera è il concetto di “potenza”, cioè l’ammontare di energia che può essere emessa in un determinato ammontare di tempo. I nostri muscoli non sono abbastanza potenti da sollevare massi di una tonnellata (1000 kg) in alto di un metro, ma più che capaci di trasportare un oggetto di 10 kg per un dislivello di 100 metri: queste due azioni richiedono lo stesso ammontare di energia, ma la prima richiede molta più forza e molto meno tempo.

      Se riuscissimo a rilasciare energia in tempi inferiori, potremmo letteralmente dare vita alla magia partendo dalla stessa energia dei corpi umani: ma come accumulare questa energia e rilasciarla tutta assieme?
      Un mago potrebbe avere una “riserva” di energia magica che viene lentamente ricaricata dal suo stesso metabolismo e che può essere rilasciata rapidamente dando vita a effetti magici, e l’energia mancante del mago potrebbe giustificare la classica carenza di forza fisica che accomuna i maghi in molti giochi di ruolo.
      Un’opzione potrebbe essere fare ricorso a sostanze prodotte dall’organismo e accumulate in appositi tessuti, come facciamo già nella realtà con i grassi, in grado di essere “bruciate” per ottenere un picco di energia.
      Se invece non volessimo alterare la biologia umana, potremmo immaginarci un microorganismo simbiontico simile ai famosi Midi-Chlorian di Star Wars, in grado di sopravvivere solo in organismi molto specifici (magari in maniera simile a quello che accade con gli antigeni del sangue, solo più complesso).
      Infine, il mago potrebbe ottenere energia sottraendola dagli esseri viventi circostanti, in pieno stile “rituali sacrificali” o, più semplicemente, prendendo ispirazione dalla recente serie di The Witcher.

      Il rilascio dell’energia dovrebbe essere rapido, con un funzionamento simile a quello del flash delle macchine fotografiche. Le pile, infatti, non sono in grado di fornire una potenza sufficiente per il lampo: il flash, in questo caso, è ottenuto da un Condensatore, un componente dei circuiti in grado di accumulare al suo interno cariche elettriche (cioè, sostanzialmente, elettroni, le particelle che compongono la corrente elettrica) e di scaricarsi molto velocemente.
      In questo modo, anche se la velocità di ricarica della pila è ridotta, il condensatore è in grado di fornire rapidamente una grande quantità di energia per il flash: allo stesso modo, un mago dovrebbe essere in grado di bruciare rapidamente la sua riserva energetica per ottenere, in poco tempo, grandi quantità di energia per dare vita ai suoi incantesimi.

      Un condensatore. La vostra scheda madre ne è piena.
      CATALIZZATORI
      Se invece l’energia fosse ottenuta esternamente dal mago, come potrebbe egli averne accesso? E come giustificare una quantità limitata di uso di tale potere?
      Sempre pensando a un consumo (almeno iniziale) di energia da parte del mago, si potrebbe ipotizzare un’interazione tra il mago e una sostanza esterna, simile alla Trama nel mondo di Forgotten Realms, grazie al quale il mago ottiene i suoi effetti facendo da catalizzatore.
      In chimica, molti processi che trasmettono energia verso l’esterno (esoergodici) non avvengono spontaneamente, ma devono essere “stimolati” tramite una certa quantità di energia iniziale, detta energia di attivazione. Si può immaginare, ad esempio, che una certa reazione rilasci 5 Joule di energia, ma che la sostanza debba prima ricevere due Joule come energia di attivazione per avere inizio.
      Un esempio pratico di questi fenomeni sono le combustioni, delle quali parleremo in un futuro articolo: un oggetto che brucia emette energia termica, ma ha prima bisogno di un innesco, un evento in grado di fornirgli l’energia necessaria per far partire la combustione.

      Un Catalizzatore è un elemento, di solito una sostanza chimica, in grado di produrre un effetto di Catalisi, cioè di ridurre l’energia di attivazione: nell’esempio precedente la reazione potrebbe, grazie a un catalizzatore, richiedere un solo Joule per avere inizio.
      Se il mago fosse in grado di agire da catalizzatore per la magia, questo spiegherebbe come mai solo i maghi sono in grado di usare tale potere, cioè perché l’energia di attivazione è troppo elevata e i non-maghi non sono in grado di abbassarla.
      Contemporaneamente, se fosse sempre lui a fornire l’energia iniziale (ridotta grazie alla catalisi) si giustificherebbe anche un utilizzo limitato della magia da parte dell’incantatore.
      MASSA ED ENERGIA
      Un’ultima, notevole fonte di energia è la cosiddetta annichilazione della materia: la possibilità cioè di trasformare direttamente materia in energia mediante la famosa formula di Einstein.

      Si tratta di una quantità di energia enorme: mezzo grammo di materia produrrebbe la stessa energia della bomba di Hiroshima.
      Fortunatamente si tratta, nel mondo reale, di un processo assai complesso da ottenere: per avere una annichilazione è necessario far incontrare ogni particella del nostro materiale con la sua antiparticella. Queste ultime sono complesse da ottenere e prodotte solo da reazioni nucleari rare e altresì molto costose, in termini energetici (e non), da ottenere: all’attuale stato delle cose, il più grande apparato in grado di generare tali antiparticelle (il Large Hadron Collider, o LHC, del CERN di Ginevra) sarebbe in grado di ottenere un grammo di antimateria in… qualche milione di anni!
      Tuttavia, immaginando di ottenere energia dai due processi precedenti, sarebbe forse possibile annichilire quantità di materia sufficientemente piccole da concedere comunque effetti prodigiosi… se l’antimateria fosse già presente. Infatti, produrre antimateria richiede processi molto più costosi (in termini di energie) di quanto poi riottenuto dall’annichilazione, fino a 10 miliardi di volte tanto.
      Anche se, infine, essa fosse già disponibile al mago, questi dovrebbe assicurarsi di mantenere l’antimateria confinata nel vuoto, impedendogli di interagire con qualunque genere di materia, perfino l’aria: tale situazione viene comunemente ottenuta, nel mondo reale, tramite potenti campi elettromagnetici che possono risultare letali alle persone che si avvicinano troppo.

      Sarebbe invece possibile ottenere parte dell’energia dagli atomi mediante fusione e fissione: in questo caso, tuttavia, la quantità di energia ottenuta da ogni atomo è molto inferiore e sarebbero necessarie quantità importanti di materiale (e il materiale giusto!), nonché condizioni peculiari di temperatura e pressione altrettanto complesse da ottenere (che richiederebbero ulteriori, drammatiche energie iniziali).
      IL PREZZO DA PAGARE
      Questa (relativamente) vasta serie di opzione potrebbe far pensare che ottenere energia possa essere semplice, ma si tratta di una conclusione errata.
      Il mago dovrebbe indubbiamente pagare il prezzo iniziale consumando parte della sua stessa energia, energia che, se fosse accumulata in una sorta di condensatore magico, non sarebbe disponibile dell’incantatore (al di fuori del suo uso magico) e lo lascerebbe permanentemente spossato.
      Se facesse inoltre da catalizzatore per una qualche fonte esterna di energia, essa si andrebbe, nel tempo, a consumare inevitabilmente la fonte di energia magica esterna proprio come i combustibili che diventano inutilizzabili dopo essere bruciati.
      Infine, la stessa capacità di annichilire materia richiederebbe una grossa fonte di antimateria oppure energie tali da non giustificarne l’utilizzo, e anche l’energia nucleare si potrebbe sfruttare solo con condizioni estreme di temperatura e pressione.

      E’ evidente dunque che l’idea di usare la magia per affrontare problemi altrimenti risolvibili è una mossa assai sconveniente, e che rivolgersi agli incantesimi dovrebbe essere giustificato solo da una necessità particolare e immediata.
      E ancora non abbiamo parlato del fatto che non tutta quell’energia può essere utilizzata per lanciare una magia… ma per quello, aspettate il prossimo articolo di Manadinamica!
      Articolo originale: http://www.profmarrelli.it/2020/01/15/manadinamica-conservazione-energia/

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