Brown-a kliko

La Kliko de Feynman aŭ Brown-a kliko estas pensa eksperimento kaj ekzemplo de eterna movilo de la dua speco, elpensita de Richard Feynman en prelego pri fiziko ĉe la Kalifornia Instituto de Teĥnologio la 11an de majo 1962 kiel ilustraĵo de leĝoj de termodinamiko. La maŝino, konsistanta el padelrado kaj kliko, ŝajnas esti ekzemplo de demono de Maxwell, kiu kapablas ekstrakti utilan laboron el hazardaj variadoj en sistemo ĉe termodinamika ekvilibro. La detala analizo de Feynman montris, kial ĝi ne povas tiel funkcii.

 La maŝino 
La du ĉefaj partoj de la maŝino estas kliko, do klikrado (nesimetria dentrado) kun ĝin tuŝanta kliklevilo pro kiu la rado povas rotacii en unu direkto, sed ne povas en la mala direkto, kaj per senmasa kaj senfrota stango ligita padelrado ene de ujo kun molekuloj de gaso ĉe temperaturo . La molekuloj konstituas vaporon, en kiu ili submetiĝas al hazarda promenado kun averaĝa kineta energio, kiu estas determinata per la temperaturo. Ĉiufoje, kiam molekulo kolizias kun padelo, ĝi donas impulson, kiu aplikas tordon al la kliko (la meĥanismo image estas sufiĉe eta por povi esti movata de ĉi tiu forteto). Ĉar la dento permesas movadon en nur unu direkto, la totala efekto de multaj de ĉi tiuj hazardaj kolizioj devus esti la kontinua rotacio de la kliko laŭ tiu direkto. La movo de la kliko povas do esti uzita por fari laboron sur aliaj sistemoj, ekzemple levi pezon kontraŭ gravito. La energio bezonata por fari ĉi tiun laboron ŝajne venus de varmbano, sen ajn varmgradiento. Se tia maŝino laborus kiel priskribite, ĝia operacio kontraŭus unu formon de la dua leĝo de termodinamiko, kiu povas esti formulita jene: "Estas maleble por iu ajn aparato, kiu operacias sur ciklo, ricevi varmon de sola baseno kaj produkti netan amason de laboro."

 Kial ĝi ne funkcias 
Kvankam unuavide la kliko de Brown ŝajnas ekstrakti utilan laboron de Brown-a movado, Feynman montris ke ĝia operacioj estus memvenkobantaj, kaj fakte ne produktus ajn laboron. Simpla metodo, por vidi kiel la maŝino povas malsukcesi, estas memori ke kliko kaj dento, sufiĉe eta por moviĝi laŭ individuaj molekulaj kolizioj, estus sufiĉe etaj por submetiĝi movo de Brown ili mem. Do la dento intermite malsukcesos, permesante al la kliko iri malantaŭe. Feynman montris ke se la temperaturo  de la kliko kaj dento estas la sama kiel la temperaturo  de la bano, sekve la malsukcesa rapideco devas egali la rapideco laŭ kiu la kliko moviĝas antaŭe, tiel ke neta movo rezultas dum sufiĉe longaj periodoj aŭ en averaĝaensemblo-senco.

Se, alie,  estas pli eta ol , la kliko povas moviĝi antaŭe. Ĉi tiu kaze, tamen, energio estas ekstraktata de la temperaturo-gradiento laŭ la dua leĝo.

La Feynman-a kliko modelo kondukas al simila koncepto de motoroj de Brown, nanomaŝinoj kiuj povas ekstrakti utilan laboron, ne de varmbruo sed de kemiaj potencialoj kaj aliaj mikroskopaj neekvilibro-fontoj, laŭ la leĝoj de termodinamiko.

 Vidu ankaŭ 
 Hazarda promenado

 Notoj 

 Eksteraj ligiloj (anglalingve) 
 Why is a Brownian motor not a perpetuum mobile of the second kind? 
 Coupled Brownian Motors - Can we get work out of unbiased fluctuation? 
Artikoloj



 Lukasz Machura: Performance of Brownian Motors. University of Augsburg, 2006 (PDF )



Kategorio:Fizikaj eksperimentoj
Kategorio:Pensaj eksperimentoj
Kategorio:Richard Feynman
Kategorio:Nanoteknologio
Kategorio:Eterna movilo