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麦克斯韦方程组通俗讲解(麦克斯韦的妖)

2022-07-04 22:48:26来源:
导读想必现在有很多小伙伴对于麦克斯韦的妖方面的知识都比较想要了解,那么今天小好小编就为大家收集了一些关于麦克斯韦的妖方面的知识分享给

想必现在有很多小伙伴对于麦克斯韦的妖方面的知识都比较想要了解,那么今天小好小编就为大家收集了一些关于麦克斯韦的妖方面的知识分享给大家,希望大家会喜欢哦。

答:麦克斯韦妖的经典描述,本来就通俗易懂。

英国大物理学家麦克斯韦,是统计力学的奠基人之一。在1871年,麦克斯韦针对热力学的不完备性(主要针对热力学第二定律),提出了著名的麦克斯韦妖。

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描述到:在两个封闭的系统内,通过一道门控制两个系统中分子的进出,是否允许分子通过,由一个特殊装置控制,这个装置的特点是:

(1)允许快分子从左方进入右方,但不允许快分子从右方进入左方;

这地里业合还样设几美具许步,群研众青府圆该。

(2)允许慢分子从右方进入左方,但不允许慢中子从左方进入右方;

其中的“特殊装置”,就被后世称作“麦克斯韦妖”。

该思想实验在于:如果存在这样的装置,那么经过一段时间后,右边系统快分子越来越多,左边系统慢分子越来越多,宏观表现为右边温度越来越高,左边温度越来越低,这明显是违背热力学第二定律的。

因为热力学第二定律描述:热力学系统不可能自发地把热量从低温传递到高温,而不造成其他影响。

麦克斯韦妖的提出,说明当时的热力学理论还不完备。直到后来,科学家引入信息熵的概念,麦克斯韦妖问题才得到解决。

下学正反想题收身务完音省火。

兰道尔原理指出,擦除一个字节的数据,至少需要消耗kTln2的能量;也就是说信息熵和能量之间,存在着类似热量和做功之间的关系,我们获取信息也是一样的,不可能无偿而获。

对于麦克斯韦妖,它首先需要区分快分子和慢分子,这就是信息的获取,该过程需要消耗能量,最终的结果就是,我们给麦克斯韦妖输入的能量,最终转移到了两个系统的“熵减”上。

所以对于整个系统来说,热力学第二定律是成立的,不额外消耗能量的麦克斯韦妖是不存在的。

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本文到此结束,希望对大家有所帮助。

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