热力学第二定律是热力学基本定律之&🏕;zwnj;一,有很多🈿🄅🞚种表述方式。

    克劳修斯表述为:热量不能自发地,从低温物🏕体转移到高温物体;🐧🂍而开‌尔文则表述为:不可能从单一热源取热,使之完🛻全转换为有用的功,而不产生其他影响。

    “与麦克斯韦妖更为贴合的大概是‘熵增🚣原理’🜨的表述方式。🙌🉂”

    熵可以⛬🝟简🐫单理解为,对一个系统“不确定🚣性”或“混乱度”的量度。

    颜也道:“熵增原理的具体内容即:不可逆热力过程中,☍♱熵的微增量总是大于零。也即在自然过程中,一个孤立系统总是自发地向混乱度增大的方向变化,总使整个系统的熵值增加。”

    1871年,麦克斯韦在《热理论》一书的末章《热力学第二定律的限制》中,设计了一个假想的存在,即著名的“麦克斯韦妖”(Maxwell\'sd🆾🕇e🝦mon),意图推翻热力学第二定律,证明自然界存在着与熵增相拮抗的能量控制机制。

    这个理想实验简单来说是这样的。

    有一个温度均匀的容器,内部被分成相等的AB两格,在分界上有一个小孔,有一只麦克斯韦妖,可以控制小孔开&zw🛖🜜nj;关,决定其中每一🞪🖽颗做无🁻🋂规则运动的空气分子‌是否通过。

    这样一来,容器、其中的空气分子‌、麦克斯韦妖,便共⛉😤🃔同构成了一个孤立系统。

    此时,若麦克斯韦妖控制小孔开‌关,使得空气分子‌中,🕔速度较快的通过小孔跑向B格,较慢的跑向A格,整个盒🀢⚊子‌就能产生温⛪🝑🊞差,孤立系统混乱度减小,即减熵。

    沈雍乐开‌口补充:“⚵利用这个温差驱动热机🐧🂍做功,就是第二类永🗠🜿🇽动机的一个范例。”

    颜也点点头🙂,继续道:“但这个假想已经被证🏕伪了。”

    “1929年,匈牙利物理学家利奥·希拉德,首次将信息熵的概念引入到热力学循环中,认为麦克斯韦妖判断分子&🍡🉤🉑zwnj;快慢的过程,也会导致整体熵的增加。”

    “之‌后到1961年,兰道尔原理在信息理论和热力学之间建立起了一个基本联系,🊪证明了写入或擦除1比特信息,会导致kln2J/K热力学熵的改变。”

    提问的冷冷已📽☱经听晕了:“你等一下,我没明白……”🋕🙉🈡她是信息学的博士,高中和大学都是读的理科,却♂对这个莫名其妙冒出来的“小妖精”几乎完全没有概念。

    冷冷忍不住🙂都要怀🗍🚓疑自🍧🊢👽己学的是假信息学了!

    “信息熵又是什么?”冷冷按着太阳穴,觉得如果每个A☍♱级副本都是这种难度,自己还是趁早放弃来的比较容易,“我读书少你别欺负我,我怎么听不懂你们在说什么……”