Энтропия демон Максвелла

Прежде пытались объяснять такие особенности органического мира термодинамически путем недействительности второго основного закона, т, е. принципа максимальной неупорядоченности энтропии. Фактически уже Гельмгольц [6] обсуждал возможность того, что клетки живых организмов благодаря строгой организации их микроструктур могут разъединять наподобие клапанов быстрые и медленные молекулы и тем самым против статистической вероятности создавать разности температур. Сомнения Гельмгольца в возможности сушествования таких демонов Максвелла 50 лет назад окончательно подтвердил Смолуховский [7], показав, что такие прямо направленные вентили либо должны подвергнуться броуновскому движению, либо вследствие своей относительной жесткости могут распадаться чуть ли ни сами по себе. [c.470]

Чтобы решить, действительно ли деятельность демона Максвелла направлена наперекор природе, необходимо разобраться в том, как устроен этот демон. Когда в живом организме совершается некоторый переход от беспорядка к порядку, вполне возможно, что уменьшение энтропии компенсируется чем-то скрывающимся в безнадежно сложном механизме жизни. [c.256]

Вопрос о связи между энтропией и информацией обсуждается уже давно, фактически со времен формулировки парадокса с демоном Максвелла ). Некоторое время проблема казалась отвлеченной. Сейчас, однако, она становится актуальной, поскольку оказывается связанной с вполне конкретными вопросами какова энтропийная (и энергетическая) плата за информацию, каковы минимальные размеры информационной ячейки и т. п. [c.266]

В 1861 Г. примерно в то же время, когда Грэм доложил о своих первых экспериментах по диализу с помощью синтетических мембран [1], Максвелл выдвинул идею демона, способного следить за траекторией каждой молекулы и выполнять совершенно недоступные для нас действия [2]. Другими словами, демон Максвелла способен различать и сортировать отдельные молекулы. Предположим, что сосуд разделен на две части А и В перегородкой, в которой есть маленькое отверстие, и что демон Максвелла , сидя возле этого отверстия, может его открывать и закрывать (рис. 1-1). Секция А наполнена газом, состоящим из горячих (Н) и холодных (С) молекул (т. е. Н и С имеют разные средние скорости), и демон пропускает через перегородку только горячие молекулы. После того как он поработает в течение некоторого времени, горячие и холодные молекулы будут полностью разделены (рис. 1-1,6). Следовательно, из неупорядоченного состояния достигается упорядоченное, что противоречит второму закону термодинамики. Этот закон устанавливает, что система, находящаяся в изолированном состоянии, стремится к максимальной энтропии, т. е. к максимуму беспорядка. [c.16]

В свое время Максвелл, фантазируя, выдвинул идею о демоне — существе с такими тонкими чувствами, что он мог бы следить за полетом каждой молекулы и обладал бы способностью нарушать второе начало термодинамики. В замкнутом сосуде, разделенном перегородкой с отверстием только для одной молекулы, этот максвелловский демон мог бы, как часовой, пропускать в одну сторону только быстрые, а в другую только медленные молекулы и тем самым сумел бы, управляя молекулярным движением, создавать разницы температур, уменьшать энтропию системы. [c.22]

Действительно, но первоначальному замыслу Максвелла, демоны должны были открывать дверцу в перегородке для молекул газа, летящих с большей, чем средняя, скоростью, имеющих избыток кинетической энергии, и закрывать эту дверцу перед медленными молекулами. Так демоны призваны были разделять газ, находящийся в тепловом равновесии на две части — холодную и горячую. Давно уже Сциллард и Бриллюэн показали принципиальную невозможность существования таких демонов. Затраты свободной энергии на различение молекул в точности равны ожидаемому возрастанию свободной энергии (за счет уменьшения энтропии системы) при сортировке молекул. [c.69]

Именно этот процесс — превращение микроинформации в макро- и использование ее для управления — лежит в основе парадокса с демоном Максвелла . Разрешение его в том, что процесс рецепции микроинформации и использования ее для управления сопровождается увеличением энтропии всей системы, превосходящем информацию. [c.272]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология