Benchè si trattasse di linee del governo, e il Re stesso si interessasse dall'esercizio, pure venuto l'uragano del 1848, diventarono anch'esse uno strumento di rivoluzione. Così il De Cesare racconta che il 15 maggio di quell'anno, essendosi dato ordine a due reggimenti di portarsi immediatamente da Capua a Napoli, il capo stazione di Capua, affigliato ai Comitati insurrezionali, mentre si preparavano i treni, fece smontare da un uomo di fiducia un tratto di binario, e partì poi egli stesso col primo treno per evitare un disastro; ma intanto riuscì con questo mezzo a trattenere le truppe per un giorno intero.

Alla linea Napoli-Portici succedette immediatamente quella fra Milano e Monza inaugurata il 13 agosto 1840. Nel 1841 cominciò la costruzione della linea Milano-Venezia, compiuta solo nel 1846. Intanto si apriva in Toscana la linea Livorno-Pisa il 14 marzo 1844 sotto la direzione di Roberto Stephenson; il Piemonte non arrivò che più tardi. nel 1848, col tronco Torino-Moncalieri. Dal 1839 al 1850 in tutta Italia si costrussero circa 600 chilometri di ferrovie; ora ne abbiamo 15,500.

Sono ormai più di cent'anni che la macchina a vapore esiste; ed essa, perfezionandosi sempre più, continua a lottare vigorosamente contro tutti i suoi avversari, macchine ad aria calda, a gas, a petrolio, che tentano, ancora invano, di contenderle il primato, cioè di fornire la forza a un prezzo minore. Ma come si è perfezionata? E come potrebbe perfezionarsi ancora?

Qui entriamo nel cuore della questione della trasformazione di calore in lavoro. E una materia astrusa, forse poco adatta alla parte più gentile del pubblico che mi sta ascoltando; ma ormai al giorno d'oggi si può dire che nessuna questione, anche tecnica, non può nè deve esser straniera alle intelligenze educate.

Come si fa a convertire calore in lavoro nella macchina a vapore? Si prende dell'acqua: le si adduce del calore da una sorgente di calore qual è il combustibile ardente; la si converte così in vapore che compie il lavoro colla grande forza che possiede; poi questo vapore viene ridotto di nuovo in acqua raffreddandolo, cioè sottraendogli calore con un refrigerante, che non è altro che dell'acqua fredda. E questo vapore così ridotto in acqua è pronto a compiere un secondo ciclo, anzi una serie indefinita di cicli simili al primo. In sostanza, si attinge vapore da un corpo caldo, che è il combustibile ardente, e si cede calore a un corpo freddo, che è l'acqua refrigerante. Una parte del calore è così semplicemente trasformata dal corpo caldo al corpo freddo, ma un'altra parte è scomparsa, cioè si è convertita nel lavoro fatto dalla macchina.

Ora, come mai il calore si può convertire in forza e lavoro? Considerate un corpo caldo; orbene: secondo l'ipotesi più probabile, l'impressione di calore che esso produce sul nostro senso del tatto non sarebbe che la comunicazione ai nervi di un movimento rapidissimo di vibrazione delle molecole del corpo caldo. Ciò posto, scaldare dell'acqua ossia comunicarle calore, vuol dire impartire alle sue molecole una rapidissima vibrazione. Quando il calore trasmesso è abbastanza forte, la vibrazione diventa tanto intensa, che le molecole dell'acqua non possono più stare insieme e si slanciano libere da tutte le parti; ed ecco che così l'acqua si converte in vapore. Queste molecole, diventate libere, sono come altrettanti proiettili che vanno a colpire le pareti del cilindro in cui il vapore è rinchiuso; se una di queste pareti è mobile, come è appunto lo stantuffo della macchina, questa scarica di proiettili gassosi che vanno ad urtarlo, lo spingeranno avanti, vincendo le resistenze che gli si appongono. Ecco come il calore si converte in forza e lavoro: ciò che costituisce il principio fondamentale della teoria moderna del calore, il così detto primo principio, o principio dell'equivalenza.

Si fa dunque compiere al calore un salto da una temperatura alta a una temperatura bassa, mentre nel compiere questo salto una parte del calore si converte, nel modo che ho detto, in lavoro.

Ora non facciamo noi una cosa analoga quando adoperiamo la forza dell'acqua? Voi avrete visto un molino in montagna, per esempio: arriva l'acqua dal monte a un certo livello, e la si manda sulla ruota del molino; poi quest'acqua lascia la ruota a un livello più basso e va pel suo cammino. L'acqua ha qui compiuto un salto da un livello alto a un livello basso, e ha con ciò fornito del lavoro; ed è chiaro che quanto più grande sarà il salto, tanto maggiore sarà il lavoro ottenuto colla medesima acqua. Orbene: affatto analogamente, quanto più grande sarà il salto di temperatura in una macchina a vapore, più grande sarà l'effetto utile, ossia il lavoro fornito da una medesima quantità di calore. È questo il secondo principio della termodinamica, il famoso principio di Carnot, l'avo dello sventurato presidente della Repubblica francese.

Se si potesse godere di tutto il salto di un corso d'acqua della sorgente fino al mare si caverebbe da quell'acqua tutto l'utile che essa può dare. Egualmente, se noi potessimo godere tutto il salto dalla temperatura del combustibile incandescente, che è la sorgente, sino al freddo assoluto, che i fisici pongono a 273 gradi sotto lo zero, e che è pel calore ciò che il mare è per l'acqua, caveremmo il più gran partito possibile dal calore, ossia dal combustibile consumato. E questo possibile? O entro quali limiti sarebbe possibile?

La pressione del vapore cresce assai più rapidamente della sua temperatura; e voi sapete, per le notizie che sentite di tanto in tanto di terribili scoppi di caldaie a vapore, quanto sieno pericolose le alte pressioni. Ma ci si va abituando, e d'altra parte si riesce ora a garantirsi sempre più contro simili eventualità con scelti materiali e una accurata costruzione e sorveglianza. Ai tempi di Watt una pressione di 2 o 3 atmosfere faceva spavento; ora si va a 10, 12, 15 atmosfere, e già si fanno esperimenti a 30 e sino a 35 atmosfere. Ma anche se si adottassero queste enormi pressioni, la temperatura non si eleverebbe a più di 250° circa. È come dire che da questa parte il salto è stato aumentato per quanto era possibile, ma non potrebbe essere elevato molto di più.