Вечный двигатель, как часто мы слышим этот термин. Любые его авторы и конструкторы, случись им соорудить нечто, что способно производить энергию без затрат, вошли бы во все учебники, спровоцировали бы технологический рывок и разорили все крупные корпорации. Но, к сожалению или счастью, в природе существуют законы, которые невозможно обойти, один из них - второе начало термодинамики. Суть его достаточно проста: замкнутая система, та, на которую ничто не действует извне, не способна сама перейти из менее упорядоченного состояния в более упорядоченное. Сгоревшее полено не может взять и воссоздать себя из золы и дыма, воду можно заморозить и разморозить вновь, хотя это не приведёт к увеличению её массы и объёма без посторонних усилий. То есть, степень упорядоченности будет либо падать, либо не меняться совсем.
Однако, один из видных учёный прошлого, Джеймс Максвелл, автор знаменитых открытий в области электромагнитного излучения, придумал очень интересный эксперимент, пусть и мысленный. Вроде бы, такой опыт должен не только опровергнуть второе начало термодинамики, но и дать работоспособный принцип вечного двигателя. Суть такова: нам понадобится сосуд, разделённый на две половины. Сверху будет газ, а снизу вакуум. Пусть в перегородке имеются ворота и некий страж, который будет пропускать вниз только самые быстрые частицы из первой половины. Современники Максвелла назвали такой механизм "демоном Максвелла". Страж таким образом позволит получить в системе очень высокую упорядоченность, в нижней половине температура вырастет, а в верхней упадёт. Таким образом мы получим источник, на базе которого легко построить вечный двигатель.
Следует учитывать вот что - демон и механизм, которым он управляет, должны будут откуда-то брать тепло для работы, а если система изолирована, то придётся использовать её ресурсы. К тому же, в процессе отбора частиц не избежать потерь при взаимодействии с воротами и демоном. Так что энтропия, которая вроде бы должна повыситься, на самом деле останется в лучшем случае, неизменной, а в худшем всё равно упадёт.
Доводы против реальности такой схемы даёт и квантовая механика. В микромире, который по своим масштабам не соизмерим с привычным нам пространством, действуют свои, специфические законы. Так, согласно принципу неопределённости Гейзенберга, страж в замкнутом сосуде не сможет точно определить скорость молекулы, которую необходимо отсечь или пропустить, значит ему не удастся наполнить другую половину только быстрыми частицами. Опять же, и расположение молекулы однозначно не определяется, поэтому некоторые из них могут просто не попасть в регулируемые ворота.
Забавно, но даже очевидное объяснение подобного эксперимента и демонстрация универсальности законов природы,не мешает и в XXI веке некоторым изобретателям предлагать свои примитивные проекты вечного двигателя. Их бы целеустремлённость да на полезное дело...
Было интересно? Посмотрите другие материалы канала и подпишитесь. А ещё я пишу книги про физику и астрономию, можете ознакомиться и совершенно бесплатно скачать одну из них
Уважаемые борцы со всемирным научным заговором и эмоционально несдержанные читатели, ваши комментарии неизбежно удаляются. Даже не тратьте время.
