出处:数理化力学卷 • 物 理 • 热 学
词条 | 麦克斯韦妖 |
释义 | 麦克斯韦妖 麦克斯韦妖 历史上,麦克斯韦提出的一种能导致孤立系统熵减少的假想装置。一个孤立系统用隔板分为A、B两部分,盛有温度相同的同种气体,隔板上有一扇窗户并用一个“小妖”控制着窗户的开启和关闭,“小妖”只允许A容器中分子动能大于平均动能的分子通过窗户进入B容器;同时,只允许B容器中分子动能小于平均动能的分子进入A容器。“小妖”的操作导致A容器中气体温度下降,B容器中气体温度升高,从而使两部分已经处于平衡态的温度相同的气体在不受外界任何影响的条件下重新产生温度差,导致整个系统熵减少。实际中,起到类似于麦克斯韦妖的装置并不罕见,如半透膜、整流器等,这些装置所控制的过程都不违背热力学第二定律。麦克斯韦妖要能起作用并工作,必须获得来自分子的信息,并经过识别和处理,这必然伴随着一个熵增加的过程。在这个过程中,分子系统的熵虽然减少了,但“妖”的熵却有所增加,且总体系包括气体分子和“妖”的总熵仍然永不减少,不违背熵增加原理。由麦克斯韦妖的非难引起的讨论,对一些新学科,如信息论、控制论以及生命科学的发展起到了重要的作用。 出处:数理化力学卷 • 物 理 • 热 学 |
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