Ciekawym eksperymentem myślowym jest demon Maxwella. Aby jednak go sobie omówić, musimy najpierw wyjaśnić dwa pojęcia.
Pierwszym z nich jest temperatura. Wszyscy intuicyjnie wiemy czym ona jest, ale warto wiedzieć, że oznacza ona ŚREDNIĄ energię kinetyczną cząsteczek. To znaczy że jeśli np. metr sześcienny powietrza ma temperaturę 30 stopni, to nie każda cząsteczka ma taką samą energię. Są cząsteczki "zimniejsze" i "cieplejsze", ułożone chaotycznie i mogą swobodnie wymieniać się energią.
Drugim pojęciem jest druga zasada termodynamiki. Spokojnie, nie będzie wzorów, postaram się najprościej jak to możliwe.
Zasada ta mówi, że dla każdego miejsca i obiektu we Wszechświecie istnieje wartość nazywana entropią, która jest zawsze dodatnia. Entropia to dążenie do nieuporządkowania, chaosu. Nawet jeśli coś uporządkujemy, to dzieje się to kosztem zwiększenia nieuporządkowania w innym miejscu.
Zjawisko to widzimy na codzień - łatwiej jest rozbić szklankę niż ją poskładać. Łatwiej zburzyć budynek niż wybudować. Organizmy żywe porządkują materię poprzez wzrost, ale tworzą większe nieuporządkowanie poprzez zmianę jedzenia w odchody.
Tak samo jest z cząstkami o różnej energii w jakimś obiekcie. Średnia temperatura pozostaje taka sama, ale cząsteczki swobodnie się wymieniają energią, układają chaotycznie.
Maxwell zaproponował eksperyment myślowy, który pozornie łamie tę zasadę. Pozornie.
Wyobraźmy sobie dwie komory wypełnione powietrzem o tej samej temperaturze. Między komorami są drzwiczki, a na komorach siedzi demon i decyduje kiedy otworzyć drzwiczki. Dołączam obrazek.
Demon widzi jakie cząsteczki zbliżają się do drzwiczek i otwiera je tylko wtedy kiedy z prawej komory do lewej leci zimniejsza cząsteczka, albo cieplejsza z lewej do prawej.
W ten sposób temperatura będzie spadać po lewej stronie i rosnąć po prawej, chociaż na początku była taka sama.
Naukowcy długo zastanawiali się nad tą sytuacją i doszli do wniosku, że aby obserwować cząsteczki i decydować o otwieraniu drzwi demon musiałby zwiększać entropię, czyli nieuporządkowanie, gdzie indziej, na przykład we własnym mózgu, więc w rzeczywistości ta sytuacja nie łamałaby zasady.
To pozwoliło wykorzystać tę sytuację do stworzenia wynalazku, który zmniejsza temperaturę w swoim wnętrzu i zwiększa na zewnątrz, wykorzystując do tego energię elektryczną.
I tak powstały lodówki :)
Komentarze
Odśwież15 kwietnia 2022, 13:16
Oczywiście trzyfuntowej, a nie 1,6 kilogramowej
Odpisz
12 lipca 2021, 16:53
Akurat na twierdzy byłem :D
Odpisz
12 lipca 2021, 12:41
Ciekawym eksperymentem myślowym jest demon Maxwella. Aby jednak go sobie omówić, musimy najpierw wyjaśnić dwa pojęcia.
Pierwszym z nich jest temperatura. Wszyscy intuicyjnie wiemy czym ona jest, ale warto wiedzieć, że oznacza ona ŚREDNIĄ energię kinetyczną cząsteczek. To znaczy że jeśli np. metr sześcienny powietrza ma temperaturę 30 stopni, to nie każda cząsteczka ma taką samą energię. Są cząsteczki "zimniejsze" i "cieplejsze", ułożone chaotycznie i mogą swobodnie wymieniać się energią.
Drugim pojęciem jest druga zasada termodynamiki. Spokojnie, nie będzie wzorów, postaram się najprościej jak to możliwe.
Zasada ta mówi, że dla każdego miejsca i obiektu we Wszechświecie istnieje wartość nazywana entropią, która jest zawsze dodatnia. Entropia to dążenie do nieuporządkowania, chaosu. Nawet jeśli coś uporządkujemy, to dzieje się to kosztem zwiększenia nieuporządkowania w innym miejscu.
Zjawisko to widzimy na codzień - łatwiej jest rozbić szklankę niż ją poskładać. Łatwiej zburzyć budynek niż wybudować. Organizmy żywe porządkują materię poprzez wzrost, ale tworzą większe nieuporządkowanie poprzez zmianę jedzenia w odchody.
Tak samo jest z cząstkami o różnej energii w jakimś obiekcie. Średnia temperatura pozostaje taka sama, ale cząsteczki swobodnie się wymieniają energią, układają chaotycznie.
Maxwell zaproponował eksperyment myślowy, który pozornie łamie tę zasadę. Pozornie.
Wyobraźmy sobie dwie komory wypełnione powietrzem o tej samej temperaturze. Między komorami są drzwiczki, a na komorach siedzi demon i decyduje kiedy otworzyć drzwiczki. Dołączam obrazek.
Demon widzi jakie cząsteczki zbliżają się do drzwiczek i otwiera je tylko wtedy kiedy z prawej komory do lewej leci zimniejsza cząsteczka, albo cieplejsza z lewej do prawej.
W ten sposób temperatura będzie spadać po lewej stronie i rosnąć po prawej, chociaż na początku była taka sama.
Naukowcy długo zastanawiali się nad tą sytuacją i doszli do wniosku, że aby obserwować cząsteczki i decydować o otwieraniu drzwi demon musiałby zwiększać entropię, czyli nieuporządkowanie, gdzie indziej, na przykład we własnym mózgu, więc w rzeczywistości ta sytuacja nie łamałaby zasady.
To pozwoliło wykorzystać tę sytuację do stworzenia wynalazku, który zmniejsza temperaturę w swoim wnętrzu i zwiększa na zewnątrz, wykorzystując do tego energię elektryczną.
I tak powstały lodówki :)
Odpisz
12 lipca 2021, 12:57
W skrócie małe demony przyczyniły się do wynalezienia lodówki.
Odpisz
12 lipca 2021, 15:39
lodówki działają na zasadzie sprężania i rozprężania gazów.
Odpisz
11 lipca 2021, 23:58
ego britisz jest jak
Odpisz
11 lipca 2021, 23:56
Normalnie zachowują się jak małpy, teraz jak te wk...ione
Odpisz
11 lipca 2021, 23:55
IT'S COMING ROME HAHAHA
Odpisz