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il diavoletto di Maxwell

10042017: Paradossi – il diavoletto di Maxwell

il diavoletto di Maxwellil diavoletto di Maxwell

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Il secondo principio della termodinamica costituisce probabilmente la legge piu’ ferrea e inviolabile della fisica. Nella sua formulazione classica, prevede che un corpo piu’ caldo puo’ trasferire calore a un corpo piu’ freddo, ma non viceversa senza apporto di energia. James Maxwell, il grande fisico della termodinamica, immagino’ pero’ un esperimento mentale capace di mettere in crisi questo principio.

In una scatola divisa in due da una chiusa c’e’ un gas la cui temperatura, da entrambe le parti, e’ uguale. Un diavoletto microscopico, non piu’ grande di una molecola, ha pero’ la capacita’ di distinguere le singole molecole del gas. Quando ne vede una piu’ veloce, apre la chiusa e la fa passare dall’altra parte.

Alla lunga, il gas sara’ ora diviso: da una parte tutte le molecole veloci, che imprimono energia e quindi producono calore;
dall’altra tutte le molecole lente, che quindi lasciano il gas freddo.

Sembra davvero che, senza apporto di energia dall’esterno, ci sia stato trasferimento di calore in un modo che in natura non e’ possibile osservare. Il paradosso ha fatto impazzire generazioni di fisici, ma oggi il campo dell’informazione quantistica dimostra che il diavoletto non potrebbe barare come aveva immaginato Maxwell.

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