maxwell demon

Гипотетическое разумное существо размером с молекулу, придумано Джеймсом Максвел-лом для иллюстрации Второго начала термо-динамики. Проводится мысленный экспери-мент: сосуд с газом разделен непроницаемой перегородкой на две части: правую и левую. В перегородке отверстие с устройством (демон Максвелла), которое позволяет проле-тать быстрым (горячим) молекулам газа толь-ко из левой части сосуда в правую, а медлен-ным (холодным) молекулам − только из пра-вой части сосуда в левую. Тогда, через боль-шой промежуток времени, горячие молекулы окажутся в правом сосуде, а холодные − в левом. Таким образом, демон Максвелла позволяет нагреть правую часть сосуда и охладить левую без дополнительного подво-да энергии к системе. Энтропия для системы, состоящей из правой и левой частей сосуда, в начальном состоянии больше, чем в конеч-ном, что противоречит термодинамическому принципу неубывания энтропии в замкнутых системах (Второе начало термодинамики). Парадокс разрешается, если рассмотреть замкнутую систему, включающую в себя демона Максвелла и сосуд. Для функциони-рования демона Максвелла также необходи-ма энергия, т.е. передача ему энергии от внешнего источника. За счет этой энергии и производится разделение горячих и холод-ных молекул в сосуде, то есть переход в состояние с меньшей энтропией.

lchami molekuladek, gipotetik aqlli mavjudot. Jeyms Maksvell tomonidan termodinamikaning Ikkinchi asosini tasdiqlash uchun o‘ylab topil-gan. Faraziy eksperiment o‘tkaziladi: gazli idish o‘tkazmaydigan to‘siq bilan ikki qismga: o‘ng va chap qismlarga bo‘lingan. To‘siqda qurilmali teshik (Maksvell demoni) bo‘lib, gazning tez (qaynoq) molekulalariga idishning faqat chap qismidan o‘ng qismiga, sekin (sovuq) molekula-lariga esa, idishning faqat o‘ng qismidan chap qismiga uchib o‘tish imkonini beradi. Katta vaqt oralig‘idan keyin, qaynoq molekulalar o‘ng idishda, sovuq molekulalar esa, chap idishda bo‘ladi. Shunday qilib, Maksvell demoni tizimga qo‘shimcha energiya keltirmasdan, idishning o‘ng qismini isitish, chap qismini sovitish imko-nini beradi. Idishning o‘ng va chap qismlaridan iborat bo‘lgan tizim uchun entropiya, bosh-lang‘ich holatda pirovard holatdagiga qaraganda katta, bu berk tizimlarda entropiya kamaymas-ligining termodinamik prinsipiga zid (termodina-mikaning ikkinchi asosi). Paradoks, Maksvell demoni va idishni o‘z ichiga oladigan berk tizim qarab chiqilsa hal bo‘ladi. Maksvell demoni ishlashi uchun, shuningdek, energiya ham zarur, ya’ni unga tashqi manbadan energiya uzatilishi kerak. Shu energiya hisobiga idishda qaynoq va sovuq molekulalarning ajralishi, ya’ni entropiya-si kichik holatga o‘tish amalga oshiriladi.

Ўлчами молекуладек, гипотетик ақлли мав-жудот. Жеймс Максвелл томонидан термоди-намиканинг Иккинчи асосини тасдиқлаш учун ўйлаб топилган. Фаразий эксперимент ўтказилади: газли идиш ўтказмайдиган тўсиқ билан икки қисмга: ўнг ва чап қисмларга бўлинган. Тўсиқда қурилмали тешик (Мак-свелл демони) бўлиб, газнинг тез (қайноқ) молекулаларига идишнинг фақат чап қисми-дан ўнг қисмига, секин (совуқ) молекулала-рига эса, идишнинг фақат ўнг қисмидан чап қисмига учиб ўтиш имконини беради. Катта вақт оралиғидан кейин, қайноқ молекулалар ўнг идишда, совуқ молекулалар эса, чап идишда бўлади. Шундай қилиб, Максвелл демони тизимга қўшимча энергия келтирмас-дан, идишнинг ўнг қисмини иситиш, чап қисмини совитиш имконини беради. Идиш-нинг ўнг ва чап қисмларидан иборат бўлган тизим учун энтропия, бошланғич ҳолатда пировард ҳолатдагига қараганда катта, бу берк тизимларда энтропия камаймаслигининг термодинамик принципига зид (термодина-миканинг иккинчи асоси). Парадокс, Мак-свелл демони ва идишни ўз ичига оладиган берк тизим қараб чиқилса ҳал бўлади. Мак-свелл демони ишлаши учун, шунингдек, энергия ҳам зарур, яъни унга ташқи манбадан энергия узатилиши керак. Шу энергия ҳисо-бига идишда қайноқ ва совуқ молекулалар-нинг ажралиши, яъни энтропияси кичик ҳолатга ўтиш амалга оширилади.