Почему невозможен демон Максвелла?

Nina28

Якобы для функционирования демона Максвелла необходима энергия извне и это делает систему незамкнутой. Понятно, что вечный двигатель второго рода невозможен, но давайте на пальцах разберемся!
Почему не будет работать демон? Разве нельзя его сделать очень маленьким и шустрым и работающим от создаваемого им самим градиента температур, но сильно не подсаживающего этот градиент?
Или затормозив (неупругим соударением) быструю молекулу из охлаждаемой части сосуда, тем самым получить энергию для открытия и закрытия дверцы перед десятком других селектируемых молекул.
П.С. Кстати, на предыдущий вопрос - я так и не получил ответ. Неужели физиков нет?

strelok69

Неужели физиков нет?
просто у всех есть чем заняться в выходной

demiurg

Разве нельзя его сделать очень маленьким и шустрым и работающим от создаваемого им самим градиента температур, но сильно не подсаживающего этот градиент?
Это у тебя уже даже первого рода будет :)

asora

я не физик, но слышал рассуждение, что для того чтобы узнать какие быстрые, а какие медленные, нужно передать информацию, следовательно затратить энергию

Nina28

Получить информацию - значит затратить энергию. Как это понять?
Или надо привлекать квантовую механику с принципом неопределенности?

asora

получить - хз. а вот передача, это ж какая-то волна, значит трата энергии :)
нормальным физикам смешно наверное читать

Sergey79

А почему он не возможен? Пусть будет, только он просто выкачивает энергию из газа, пока она не охладится до абсолютного нуля. Его даже можно легко реализовать:
Пусть будет обычный цилиндр с поршнем и перегородкой посередине. Например, цилиндр прозрачный, газ - цветной.
1. Как только весь газ соберется в половине цилиндра - задвигаем перегородку, тогда газ расширяясь будет двигать поршень.
2. Затем поднимаем перегородку и ждем момента 1. (ну да, придется подождать)
За каждый цикл газ будет остывать. пока не остынет до нуля - тогда движение прекратится, и он уже никогда не соберется в одной половине.

Sergey79

Надо только понимать, что "термодинамика" - это упрощенная модель физики многочастичной стат.системы. Часто мы выходим за рамки этого упрощения. Тогад просто нельзя пользоваться результатами термодинамики. Потому что эти результаты верны _только_ для термодинамических систем. Но не всякая система является термодинамической.
Поэтому такие парадоксы как "тепловая сметрь вселенной", "демоны Максвелла" и т.п. приводят к "парадоксам", потому что на нетермодинамическую систему (хотя и похожую на т.д. систему) распространяют законы, справделивые для т.д. систем.
==
А еслиуйти от упрощения, и рассчитать все честно, то никаких парадоксов не будет.

Nina28

нарушил второй закон термодинамики. И ничего ему за это не было.
Но ждать пока газ соберется в одной половине цилиндра - долго. Быстрее устроить селектор молекул по скоростям и позволять быстрым проходить в одном направлении, а медленным - в другом. Кто запрещает?

Sergey79

конечно, можно и так! Просто это технически сложнее...

strelok69

Быстрее устроить селектор молекул по скоростям и позволять быстрым проходить в одном направлении, а медленным - в другом. Кто запрещает?
никто
устраивай и патентуй :smirk:

anteijant

http://elementy.ru/trefil/21166
+каменты
может что там адекватное и есть, сама не разбиралась :p

natunchik

2. Затем поднимаем перегородку и ждем момента 1. (ну да, придется подождать)
FAIL!
Мы не можем просто ждать момента 1. Мы должны периодически проверять, а не собрались ли все молекулки в одной половиночке, не правда ли? Например, тупо закрывая перегородку и замечая, что она куда-нибудь сдвинулась. Или не сдвинулась. И эти проверки захавают всю отрицательную энтропию, которая выделится, когда нам наконец повезёт.

goga7152

По-моему Фейнман в "Характере физических законов" хорошо
обьяснил про храповик и собачку. В сущности, тоже некоторая
модель демона.

Sergey79

FAIL!
не факт, что будет захавана именно вся энергия. Потому что если для сосуда А будет зохавана вся энергия, то: для сосуда Б тех.процесс обнаружения может быть улучшен в 2 раза. Т.к. никаких физических ограничений на количественное улучшение нет.

mtk79

Демон Максвелла (впрочем, как и все остальные демоны) не "невозможен" — а не только очень даже возможен — но и успешно существует уже полтора века. На бумаге. И в компютере. И в мозгах. Там же, где существует и большинство остальных моделей физики, химии и кучи дугих наук.

k11122nu

да-да, их рождает сон разума :D

natunchik

не факт, что будет захавана именно вся энергия. Потому что если для сосуда А будет зохавана вся энергия, то: для сосуда Б тех.процесс обнаружения может быть улучшен в 2 раза. Т.к. никаких физических ограничений на количественное улучшение нет.
Конечно, чтобы показать, что будет захавана именно вся энергия (на самом деле намного больше нужно провести строгие выкладки, чего мне делать влом.
Кстати, ты, видимо, не совсем представляешь, какая именно энергия хавается. В твоей модели есть отдельный девайс с батарейкой, который закрывает шторку и всё такое. У него как бы есть память на конечное количество бит, в которую он пишет результаты измерений. Она может не быть оформлена в явном виде, но она есть. В какой-то момент память кончается и он начинает дискардить старые результаты, то есть обнулять биты, а уничтожение бита информации приводит к выделению некоего ограниченного снизу количества тепловой энергии, какое именно там ограничение — влом искать, но когда-то находил рассчёты, там, в частности, получалось, что современный комп порядка ватта рассеивает на этом эффекте. Так вот, эта самая теплота, конечно, улетучивается не в открытый космос, а нагревает твою ёмкость. Однако при этом у тебя садится батарейка. Поинт в том, что когда-нибудь у тебя, конечно, случится Счастье: давление в левой половине ящика окажется выше давления в правой, но зарядить батарейку обратно за счёт этой разницы у тебя не получится. В среднем.
Если вдруг найдёшь строгое доказательство — скажи, в википедии ссылки на какие-то оффлайновые книжки =)

Sergey79

В среднем.
так среднего же нет в такой системе. Усреднение => термодинамическая система, от которой мы уходим.

natunchik

В среднем — в смысле, по прошествии достаточно большого времени, чтобы заработал закон больших чисел. Ты же хочешь, чтобы твой вечный двигатель работал всегда, а не с вероятностью 1/2^T для заданного времени T.
Вообще даже интересно стало, почему именно он не должен работать. Можно простейший случай рассмотреть, когда молекула всего одна. Опускаем перегородку, смотрим, куда она сдвинулась после первого удара, присоединяем соответствующим образом маленькую динамомашину, оставляем на некоторое время, чтобы молекулко загнало перегородку в крайнее положение, произведя какую-то работу и соответственно затормозившись, поднимаем перегородку и оттаскиваем обратно на середину, повторяем.
Я верю, что работать не будет. Дико интересно, почему.

Sergey79

В среднем — в смысле, по прошествии достаточно большого времени, чтобы заработал закон больших чисел. Ты же хочешь, чтобы твой вечный двигатель работал всегда, а не с вероятностью 1/2^T для заданного времени T.
я не хочу, чтобы мой вечный двигатель работал всегда, я хочу чтобы он просто работал. Переход к средним, бесконечным временам, законам больших чисел и т.п. означает возможность для системы установить термодинамическое равновесие. А нам этого как раз и не надо.

z-helenium

 Что-то подобное может работать, но извлечешь гораздо меньше энергии, чем потратишь.
Второе начало термодинамики — статистический закон.
В условных примерах с "одной молекулой" он может быть нарушен.

natunchik

Блин. Ещё раз: ты делаешь движок, описанный мной. Даже сто штук. Запускаешь. Через секунду у половины дохнет батарейка, вторая половина работает и даже идёт в плюс. Через две секунды половина оставшихся дохнет, оставшаяся четверть идёт ещё немножко в плюс. Через три секунды половина оставшихся (то есть одна восьмая) сбрасывается до стартового состояния, оставшиеся идут ещё немножко в плюс.
Через десять секунд с достаточно большой вероятностью все твои двигатели дохнут, причём задолго до того, как молекула хоть сколько-нибудь значительно охладилась. Можешь взять не сто, а миллион, тогда последний сдохнет через полминуты.
Это _не_ вечные двигатели, это хуйня какая-то =)

Sergey79

ничего не понял :confused:
второй двигатель (как тут справедливо подсказали, системы "Орск") проработает вечно, не будет он ломаться...

natunchik

Ты не стебись, а найди лучше Сцылки на Литературу и дай мне, чтобы я прочитал и понял Всё.
Хотя с другой стороны, каждый раз, когда я сюда пишу коммент, у меня в голове что-то происходит! Как будто кто-то зажигает фонарег и светит на стенку, на которой написаны слова! Это мысли?
Так вот, сдаётся мне, что если взять коробку с одной молекулой и девайсом, управляющим перегородкой, и честно расписать состояния по вероятностям игнорируя энергию вообще, то получится что-то вполне прикольное. Или не получится, я не пробовал расписывать.

manggol

:smirk:

Sergey79

Так вот, сдаётся мне, что если взять коробку с одной молекулой и девайсом, управляющим перегородкой, и честно расписать состояния по вероятностям игнорируя энергию вообще, то получится что-то вполне прикольное. Или не получится, я не пробовал расписывать.
совершенно согласен

Sergey79

Ты не стебись, а найди лучше Сцылки на Литературу и дай мне, чтобы я прочитал и понял Всё.
Я излагаю свое Интуитивное Понимание физики. А литературу я еще не написал пока.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: