Forum - Razpravljaj o življenju, vesolju in sploh vsem. Slovar - Od Antimaterije do Žarkov Igre - Virtualni laboratorij. Vprašanja - Imaš vprašanje za strokovni svet Kvarkadabre? Predavanja - Vse o zadnjih odkritjih iz prve roke. novo! Galerija - Slike iz sveta znanosti. Knjiga - Zakaj je nebo modro? KvarkaWiki - Poskus "Wiki" izgradnje fizikalnega priročnika. novo!
Škotski fizik James Clerk Maxwell je sicer najbolj znan po zapisu enačb za elektromagnetno polje. A tokrat se bomo posvetili njegovi drugi domislici. Maxwell si je l. 1867 zamislil naslednji miselni eksperiment, ki pokaže navidezno kršitev drugega zakona termodinamike. Drugi zakon termodinamike govori o tem, da entropija toplotno izoliranega sistema lahko le narašča ali v najboljšem primeru ostane konstantna. Ena od posledic drugega zakona termodinamike je potem tudi ta, da se toplotno izolirano telo ne bo spontano ohladilo na enem koncu in segrelo na drugem. O tem, kdaj bi bilo to mogoče govori ravno Maxwellov miselni poskus.
Zamislimo si torej idealni plin pri sobni temperaturi, ki je zaprt v toplotno izolirani posodi. Molekule plina švigajo po posodi sem in tja, se med seboj zaletavajo in si izmenjavajo kinetično energijo. Višja temperatura plina pomeni, da imajo molekule v povprečju višje hitrosti. Maxwell si je nato zamislil naslednji poskus. Recimo, da imamo izredno sposobne čute in lahko sledimo vsaki posamezni molekuli. Postavimo sedaj na sredino posode membrano z majhnimi vratci, ki se odpirajo brez trenja. Ko prileti molekula z veliko hitrostjo, jo spustimo na levo stran. Podobno spustimo počasno molekulo le na desno stran. Na ta način bi ohladili levo stran posode (ker imajo tam molekule nižje hitrosti) in segreli desno (molekule imajo višje hitrosti), in to brez opravljenega dela! Uspelo bi nam kršiti drugi zakon termodinamike! No seveda je ta kršitev le navidezna, saj moramo za to, da lahko izbiramo molekule, meriti njihove hitrosti. Sistemu, ki vključuje tudi opazovalca (Maxwellovega demona), se nato entropija povečuje in ne zmanjšuje.
Kako zahtevno je takšno ločevanje molekul prikaže naslednja igrica. V posodi so rdeče in modre kroglice - poskusi jih razdeliti na levo in desno stran posode, s tem, da igraš Maxwellovega demona! Podrobnejša navodila: izberi težavnostno stopnjo, nato klikni na demona. S spreminjanjem temperature lahko povečaš ali zmanjšaš povprečno hitrost kroglic. Igrica se konča, ko z vključevanjem in izključevanjem membrane (demona) razdeliš rdeče in modre kroglice vsake na svojo polovico posode.
Last Updated 04. November 2008 18:25|9.604 Hits
Igra Maxwellov demon | 1 komentarjev. | Nov uporabnik
Za komentarje so odgovorni njihovi avtorji. Avtorji spletne strani na komentarje obiskovalcev nimamo nobenega vpliva.
Igra Maxwellov demon
Prispeval/a: Melindas dne
01. November 2011 08:39
To je bil zelo dober post. Hvala za delitev, cenim vaše spletne strani in prizadevanja, ki sodelujejo.
