“不是,”这☜次开口的是颜也,“这是个与热力学第二定律有关的假想实验。🕮”🖞📬
他‌简单解释了一下。
热力学第二定律是🏺🟆🚷热力学基本🔲🄣⛂定律之‌一,有很多种表述方式。
克劳修斯表述为:热量不能自发地,从低温物体转移到高温物体;而开‌尔文则表述为😇:不可能从单一热源取热,使之完全转换为有用的功,而不产生其他影响。
“与麦克斯韦妖更为贴合的🙼大概是‘熵♉增原理’的表述方式🖧🕂。”
熵♹可以简单理解为,对一个系统“不确定性”或“混乱度”的量度。
颜也道:“熵增原理🕡的具体内容即:不可逆热力过程中,🚵熵的微增量总🙄🇹是大于零。也即在自然过程中,一个孤立系统总是自发地向混乱度增大的方向变化,总使整个系统的熵值增加。”
1871年,麦克斯韦在《热理论》一书的末章《热力学第二🎱🔴🄱定律的限制》中,设计了一个假想的存在,即著名的“麦克斯韦妖”(Maxwell🁍\'sdemon),意图推翻热力学第二定律,证明自然🄧⛦界存在着与熵增相拮抗的能量控制机制。
这个理想实验简单来说是这样的。
有一个温度均匀的容器,内部被分成相等的📳🞸AB两格,在分界上有一个小孔,有一只麦克斯韦妖,可以控制小♝孔开‌关,决定其中每一颗做无规则运动的空气分子‌是否通过。
这样一来🕺🎪📹,容器、其🕡中的空气分子‌、麦克斯韦妖,📮🞑📞便共同构成了一个孤立系统。
此时,若麦克斯韦妖控制小孔开‌关,使得空气分子‌中,速度较快的通过小孔跑向B格,较慢的跑向A格,整个盒子&☖zwnj;就能产生温差,孤立系统混乱度减小,即减熵。
沈雍乐开&z🟣🞺wnj;口补充:“利用这个温差驱动热机做功,就是第二类永动机的一个范例。”😇
颜也点点🕺🎪📹头,继续道:“但这个假想已经被证伪了。”
“1929年,匈牙利物理学家利奥·希拉德,首次将信息熵🎱🔴🄱的概念引入到热力学循环中,认为麦克斯韦妖判断分子&🞦amp;zwnj;快慢的过程,也会导致整体熵的增加。”