ปิศาจของแมกซ์เวลล์

ปิศาจของแมกซ์เวลล์ เป็นการทดลองทางความคิดอย่างหนึ่งที่นักฟิสิกส์ James Clerk Maxwell เสนอขึ้นเมื่อ ค.ศ. 1867 เพื่อท้าทายกฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ โดยมองว่ากฎที่ไม่ควรจะถูกฝ่าฝืนได้นี้ อาจถูกฝ่าฝืนได้ในทางทฤษฎีภายใต้เงื่อนไขบางอย่าง^[1]

การทดลองทางความคิดชุดนี้กำหนดให้มีปิศาจตนหนึ่ง มีอำนาจควบคุมประตูเล็กๆ ที่เชื่อมต่อกล่องใส่ก๊าซสองกล่อง ในขณะที่โมเลกุลก๊าซโมเลกุลหนึ่งกำลังเคลื่อนที่เข้ามาใกล้ประตู ปิศาจนี้จะเปิดและปิดประตูอย่างรวดเร็ว โดยตั้งใจให้โมเลกุลก๊าซที่มีความเร็วสูงผ่านได้ในทิศทางหนึ่งเท่านั้น และโมเลกุลก๊าซที่มีความเร็วต่ำผ่านได้ในทิศทางกลับกันเท่านั้น เมื่อเป็นเช่นนี้จะทำให้กล่องใส่ก๊าซฝั่งหนึ่งมีโมเลกุลก๊าซที่มีความเร็วสูงเป็นจำนวนมากกว่าอีกกล่องหนึ่ง ทำให้กล่องนั้นมีอุณหภูมิสูงขึ้น และอีกกล่องหนึ่งมีอุณหภูมิต่ำลง เกิดเป็นการลดลงของเอนโทรปี และฝ่าฝืนกฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์