Maxwell'in Şeytanı Nedir?

Maxwell'in Şeytanı kavramı James Clerk Maxwell'in adını almıştır. Konsept, iki nesne farklı ısı derecelerine maruz kaldığında neler olacağını açıklamaya çalışır. Bir iblisin hızlı hareket eden parçacıkların kapısını açması, onları bir odaya taşımasını sağlayarak, diğer odadan daha sıcak hale getirmesi hâlâ yaygın olarak araştırılmaktadır. Bu fikir termodinamiğin ikinci yasasını ihlal etti.

Maxwell Şeytanının Kökeni ve Tarihçesi

Bu fikir ilk olarak 11 Aralık 1867'de Maxwell tarafından, bilim adamı Peter Guthrie Tait'e yazdığı bir mektupta geçti. 1871'de Maxwell, aynı fikirde tekrar John William Strutt'a yazdı. Maxwell, girdileriyle, 1972'de “Isı Teorisi” başlıklı bir kitap aracılığıyla kamuoyuna fikri sundu. “Şeytan” adı ilk olarak 1874'te “doğa” gazetesinde William Thomson tarafından kullanıldı. termodinamik yasaları. Birinci yasa, enerjinin ne “yaratılabileceğini ne de yok edilebileceğini” belirtirken, ikinci yasa, enerjinin dönüştürüldüğü zaman geri dönüşü olmayacağını belirtir.

Maxwell Deneyi

Maxwell iki gemi kullandı; X ve Y teknesi içinde gaz bulunur. Gemiler yan yana yerleştirildi ve aralarına küçük bir delik açıldı. Sıcaklıklar daha sonra her iki gemide de düşürüldü veya arttırıldı. Bir kaptaki moleküller, enerji kazanma veya kaybetme sonucu başlatılan ayarlamaya bağlı olarak hareket etme eğilimindeydi. Bir iblisin kapıyı koruduğunu ve yüksek hızda hareket eden molekülleri ortalama hızda hareket edenlerden ayırdığını hayal etti.

X'ten hızlı hareket eden bir molekül kapı kapağının yönünde vurduğunda, kapı şeytan tarafından açılır ve molekül X'ten Y'ye doğru hareket eder. şeytan Y'den X'e geçmesine izin verecek. Y'deki moleküllerin yaklaşık hızı artacak, X'de ise yavaş yavaş azalacak. Yaklaşık moleküler hız sıcaklığa karşılık geldiğinden, sıcaklık X cinsinden düşer ve Y'de, termodinamiğin ikinci yasasına aykırı olarak artar. İblis, moleküllerin sadece bir sıcaklık değişimi sağlayacak şekilde her iki tarafa geçmesine izin vermelidir. Deney, iki bölümü ayıran geçidin, parçacıkların hızına bağlı olarak seçici olarak açıldığını buldu.

Deneye Eleştiri

1929'da Leo Szilard ve Leon Brillouin “şeytanın” moleküllerin hızını nasıl ölçebildiğini merak etti. Teorinin termodinamik kuralı ortadan kaldıramadığını savundular. Ayrıca, “iblisin” zamanla bilgiyi depolamak için yer kalmayacağını ve dolayısıyla önceden depolanan verileri silmeye başlayacağını da iddia ettiler. Bilimsel olarak, koyduğunuzdan daha fazla enerji elde etmek mümkün değildir. “İblis” kapısını açma ve kapama işlemi biraz enerji tüketimi gerektirir. Bu, sıcak veya soğuk molekülleri tanımlamak için Maxwell'in fikrini sorgulanabilir kılmak için daha fazla enerjinin gerekli olduğu anlamına gelir çünkü soğuk moleküller için bile kapının açılmasını tetikler.