Если судить по этому вопросу, что-то общее у гравитации и демона Максвелла есть, но очень мало, отличие тоже имеется.
Что касается гравитации. В начальном моменте времени плотность, давление, температура газа везде одинаковые. Гравитация выполняет свою работу, молекулы направляются вниз, плотность и давление снизу растёт.
Будет ли при этом в более плотном нижнем слое температура выше?
Парадокс непонимания и разных ответов возникает из-за того, что в понятие температуры вкладывает двоякий смысл. Для теоретика температура - это мера средней кинетической энергии молекул. Эта средняя кинетическая энергия одной молекулы по всему объёму будет одинакова. Так что отчасти теоретики правы. Для практика, в том числе для меня, температура - это то, что показывает градусник, термометр, термопара, измерительный прибор и т.д., т.е. средняя кинетическая энергия, заключенная в единице объёма. Средняя кинетическая энергия одной молекулы не меняется, но их больше, соударения происходят чаще. Измерительный прибор выдаст большее значение. В какой-то степени это очень отдалённо похоже на демона Максвелла, который смог охладить одну часть сосуда и при этом нагреть другую. На этом сходства закончены, теперь отличия.
1) Вымышленный демон Максвелла определяет температуру молекул по их средней кинетической энергии, в то время как мы определяем температуру по измерительным приборам, т.е. измеряем немного другое. Отсюда возникает парадокс.
2) Вымышленный демон Максвелла позволяет охладить одну часть сосуда и при этом нагреть другую, без дополнительного подвода энергии извне. А у нас не такой случай. На левом рисунке показано неестественное расположение молекул газа в гравитационном поле Земли. Кто-то или что-то для начала должен был затратить энергию и сделать такое расположение. Это его энергию гравитация преобразовала в тепловую энергию нижней части.
Вопрос не корректно сформулирован. По определению, замкнутая термодинамическая система не может обмениваться энергией с внешней средой. Таким образом, система из молекул газа в гравитационном поле не может быть замкнутой... Читать далее
Я не буду говорить категорично, что "не может", я отвечу так - моё мнение, что не может. Демон Максвелла - это избирательная система, которая и работает за счёт того, что отделяет частицы с одной энергией от частиц с другой... Читать далее
Я сомневаюсь, что это можно назвать имитацией "демона Максвелла", но при движении вниз молекулы газа скорость увеличивается, а при движении вверх - уменьшается. Происходящие при этом миллионы столкновений не отменяют закон... Читать далее
Пенсионер, электрохимик, доцент кафедры физики... · 20 февр 2023
Сусанна Казарян ответила на этот вопрос совершенно правильно, но не исчерпывающе. Из ответа исчез "демон Максвелла", который был придуман для создания вечного двигателя. И коли ответ Сусанны положителен, то можно подумать, что... Читать далее
Нет... А как вы вообще себе это представляете, эту имитацию? Медленные молекулы - ниже, быстрые - выше? Так это так не работает, они всё равно будут обмениваться энергией всё время.
Физика т/т, производственник, к Нижнему с любовью. · 20 февр 2022
Придумаем систему гравитационно замкнутую. Черная дыра?
Придумаем газ лептонов и адронов в черной дыре - предположим, лептоны не газ. Рассмотри газ адронов.
Осталось выбрать демона - из лептонов, исходя из предыдущего предположе... Читать далее
По образованию физик, работаю программистом · 20 февр 2022
Гравитация действительно может разделять молекулы, например, по весу или температуре, однако, мы должны доопределить понятие энтропии таким образом, чтобы она не снижалась :)
Знать - не главное, главное - что с этим делать! · 21 февр 2022
Если система замкнутая, как можно вообще говорить о снижении (увеличении) энтропии? Энтропия - понятие не совсем определённое, я бы сказал - философское скорее. Несмотря на энтропию, есть галактики со своим строением, есть... Читать далее
Демон Максвелла - это гипотетический устройство, которое может позволить нарушить второе начало термодинамики и уменьшить энтропию системы. При этом устройство работает за счёт внешней энергии, что приводит к увеличению... Читать далее