Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Diavoletto di Maxwell - curiosità...

Salve,
mi sono trovato a studiare il diavoletto di Maxwell e la soluzione
data da Leo Szilard. Mi è però sorto un dubbio in merito alla
descrizione stessa del paradosso.
Da uno dei siti sul tema leggo quello che suppongo sia la descrizione
proposta da Maxwell stesso:
--------------------
[...] Supponiamo che un recipiente sia diviso in due porzioni, A e B,
per mezzo di una parete con un piccolo foro, e che un essere in grado
di vedere le singole molecole possa aprire e chiudere il foro, in modo
da permettere soltanto alle molecole più veloci di passare da A a B e
soltanto a quelle più lente di passare da B ad A. In questo modo,
senza compiere lavoro, egli innalzerà la temperatura di B e abbasserà
quella di A, in contraddizione con la seconda legge della
termodinamica>>.
----------------------
A questo punto il dubbio che probabilmente dimostrerà che non ho
capito nulla, ma tant'è!
Il fatto che il demone "alzi" o "abbassi" la saracinesca per far
passare o meno le molecole non sarebbe già un lavoro?  Il diavoletto è
considerato "interno al sistema" (qualcuno lo ha raffigurato con una
racchetta da tennis in mezzo alla fessura) oppure "esterno al sistema"
intento ad alzare e abbassare la saracinesca? Che cosa significherebbe
in entrambe i casi?
Grazie per la pazienza
D.V.


Provo a rispondere, anche se non sono esperto dell'argomento...
Si suppone che il lavoro che il Diavoletto compie sia nullo o, quanto
meno, trascurabile, perché il movimento della paratia è perpendicolare
al gradiente di pressione che si genera.
Direi che non c'è una grande differenza se il Satanello è interno o
esterno al sistema, perché il paradosso sta nel fatto che l'operazione
genererebbe una diminuzione dell'entropia dell'universo.
Spero di essere stato chiaro ma mi auguro che qualcun'altro lo sia
ancora di più!

 D.V.
non mi sembra che faccia molta differenza il raffiguarre il diavoletto
interno o esterno al sistema (anche se esterno implica macroscopico, e
non vedo come potrebbe fare un diavoletto macroscopico a selezionare
le molecole (se vogliamo essere pignoli in assurdi paradossi
all'interno di paradossi :-)), se è all'esterno diremo che l'entropia
del sistema diminuisce ma quello dell'universo aumenta di più, se è
interno che aumentano entrambe (il punto è che l'aumento di entropia
associato al lavoro del diavoletto è maggiore della diminuzione di
entropia associata agli effetti del suo lavoro). Qui si parla spesso
del diavoletto di maxwell, non farai fatica a trovare altre risposte a
domande analoghe. Se guardiamo le cose da un certo punto di vista, in
linea di principio il lavoro potrebbe *essere fatto tendere a zero*
(prendiamo una saracinesca resistente ma leggera, oliamo bene gli
scorrimenti, ecc,) ma c'è un altro grosso, enorme lavoro di cui tenere
conto, oltre a quello di alzamento e abbassamento della saracinesca.
C'è un enorme lavoro mentale di gestione delle informazioni (il
diavoletto dice "aspé, sta arrivando una molecola veloce, alzo la
saracinesca! Ora ne arriva una lenta, abbasso! ecc. ecc."), un sistema
come il diavoletto di maxwell sarebbe necessariamente molto complesso
e darebbe contributi significativi ai bilanci energetici ed entropici.
Tra l'altro si può tentare anche di immaginare forme semplici che
tentino di fare un lavoro analogo a quello del diavoletto, ma
macchingegni del genere (come microscopiche porticine dotate di molle
che si spalancano solo se viene esercitata una forza sufficiente,
ecc.) in realtà non portano a violazioni del secondo principio (beh,
nel caso che ho citato per esempio, credo che la soluzione sia
semplicemente che è vero che la porticina fa passare le molecole solo
se veloci, ma le rallenta anche), e ad ogni modo si tratta sempre di
sistemi che, in quanto microscopici, mi sembrerebbero cmq improbabili
da un punto di vista tecnologico. Straordinariamente interessante è il
caso della ruota dentata con il dente d'arresto, in questo NG ne
avevamo parlato un po' di tempo fa (1 o 2 mesi mi pare)