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Maxwellscher Dämon


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Der Maxwellsche Dämon oder Maxwell-Dämon ist ein Gedankenexperiment des schottischen Physikers James Clerk Maxwell zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik .

Das Gedankenexperiment beschreibt zwei thermisch isolierte mit Gas gleicher Temperatur. Die beiden Behälter durch ein kleines Loch miteinander verbunden das einer Klappe verschlossen werden kann. Das Loch so klein dass üblicherweise nur ein einziges hindurchfliegen wird sofern die Klappe offen ist.

Die Klappe wird nun von einem bedient der sich die einzelnen Moleküle die auf das Loch zufliegen anschaut. von links ein schnelles Molekül oder von ein langsames dann macht er die Klappe und das Molekül fliegt auf die andere Kommt hingegen von links ein langsames Molekül von rechts ein schnelles dann macht der die Klappe zu und das Molekül kommt hindurch. Auf diese Weise sammeln sich links langsamen und rechts die schnellen Moleküle d.h. Behälter links kühlt sich ab während der rechts wärmer wird ohne dass der Daemon Arbeit verrichten müsste. Das wäre ein Verstoß den zweiten Hauptsatz. Mit einem Gerät das Maxwell-Dämon realisiert ließe sich ein Perpetuum Mobile zweiter Art bauen.

Entropie und Information

Eine genauere Analyse zeigt allerdings dass Maxwell-Dämon physikalisch nicht realisierbar ist. Der Dämon nämlich um zu entscheiden ob er die auf- oder zumachen soll die Geschwindigkeit des Moleküls messen also Information gewinnen. Da ein physikalisches Gerät aber einen endlichen Speicher hat muss es diese Information irgendwann wieder löschen. Nun kann man aber zeigen das Löschen der Information nur unter Freisetzung Entropie also von Wärmeenergie geht. Diese Entropie ist mindestens so wie die Verringerung der Entropie durch die des einen Behälters auf Kosten des anderen. ist der Apparat kein echter Maxwell-Dämon mehr der zweite Hauptsatz ist "gerettet".

In Homo Faber von Max Frisch wird der Maxwell'sche Dämon mehrmals erwähnt.

Frage : Kann ein Gravitationsfeld die Rolle Maxwell's-Dämon übernehmen ?



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