Մասնակից:Hamo Khacatryan/Ավազարկղ

Մակսվելի Դևը, 1867 թվականի մտավոր փորձ , և նրա գլխավոր կերպարը- մտածածին խելամիտ էակ միկրոսկոպական չափերի, հորինված բրիտանացի ֆիզիկ Ջեյմս Կլերկ Մկասվելի կողմից , թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքի պարադոկսը բացատրելու նպատակով:

Պարադոկսի էությունը

Մտավոր փորձը կայանում է հետևյալում.ենթադրենք, գազով լի անոթ, բաժանված անթափանցելի միջնապատով երկու մասի. ձախ և աջ: Միջնապատում կա անցք մի մեխանիզմով (այսպես ասած Մակսվելի Դև), որը թողնում է անցնել արագ (տաք) գազի մոլեկուլներին , միայն ձախ մասից աջ, իսկ դանդաղ (սառը) մոլեկուլներին՝ աջից ձախ:Այդ դեպքում որոշ ժամանակ հետո արագ շարժվող մոլեկուլները կհայտնվեն աջ մասում, իսկ դանդաղ շարժվողները ձախում: Ստացվում է որ այս ձևով Մակվելի դևը անոթի աջ մասը տաքացնում է, իսկ ձախ մասը սառեցնում, համակարգին առանց էներգիա տալու: Այս համակարգի էնթրոպիան սկզբնական վիճակում ավելի մեծ է քան վերջնական վիճակում, ինչը հակասում է էնթրոպիայի աճի թերմոդինամիկական սկզբունքին (թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենք): Պարադոկսը լուծվում է երբ դիտարկում ենք փակ համակարգ, որը բաղկացած է Մակսվելի դևից և անոթից:Մակսվելի դևի գործելու համար անհրաժեշտ է նրան տալ էներգիա ինչ նոր էներգիայի աղբյուրց:Այդ էներգիայի հաշվին է, որ տեղի է ունենում տաք և սառը մասնիկների բաժանումը անոթում, այսինքն տեղի է ունենում ավելի փոքր էնթոպիա ունեցող վիճակի անցում: Պարադոկսի մանրամասն բացատրությունը տրված է Ֆեյմանի ֆիզիկայի լեկցիաներում (4-րդ թողարկում), ինչպես նաև Ֆեյմանի հանրահայտ «Ֆիզիկայի օրենքների բնույթը» լեկցիայում: 2010 թվականին այս փորձը կարողացան իրականացնել Տյու համալսարանի (ճապ.՝ 中央大学) և Տոկիական համալսարանի ֆիզիկները:

Մակսվելի պարադոկսի բացատրությունը

Մակսվելի պարադոկսը առաջին անգամ բացատրվեց Լեո Սիլարդի կողմից 1929 թվականին հետևյալ անալիզի հիման վրա: Դևը պետք է օգտագործի ինչ-որ սարք, որը կարող է գնահատել մոլեկուլների մոտավոր արագությունները, օրինակ՝ էլեկտրական լապտեր:Դրա համար պետք է դիտարկել այն համակարգի էնտրոպիան, որը բաղկացած է հաստատուն ջերմաստիճան ունեցող գազից $T_{0}$, Դևից և լապտերից, որը ներառում է լիցքավորված մարտկոց և էլեկտրական լամպ: Մարտկոցը պետք է տաքացնի լամպի թելը մինչև բարձր ջերմաստիճան $T_{1}>T_{0}$, $\hbar \omega _{1}>T_{0}$ էներգիայով լույսի քվանտների ստացման նպատակով, նրա համար, որ լույսի քվանտները տարբերվեն $T_{0}$ ջերմաստիճանով ջերմային ճառագայթման ֆոնում: Դևի բացակայության ժամանակ էներգիան $E$,որը արձակվում է լամպից $T_{1}$ поглощается в газе при температуре $T_{0}$ и в целом энтропия возрастает: $\Delta S={\frac {E}{T_{0}}}-{\frac {E}{T_{1}}}>0$, так как ${\frac {\hbar \omega _{1}}{T_{0}}}>1$, а ${\frac {p}{\Omega _{0}}}\ll 1$.