Che cos’è il diavoletto di James Maxwell?

Uno dei fondamenti della termodinamica (il secondo principio) afferma che qualunque sistema lasciato a se stesso passa spontaneamente dall’ordine al disordine. Se non fosse così, sarebbe opera del Diavolo!

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Il Diavoletto di Maxwell all'opera.|Htkym, CC BY 2.5

Uno dei fondamenti della termodinamica, il secondo principio, afferma che qualunque sistema lasciato a se stesso passa spontaneamente dall'ordine al disordine (perché quest'ultimo è più probabile), a meno che non venga fornita energia dall'esterno.

 

Nel corso dei suoi studi, il fisico scozzese James Clerk Maxwell (1831-1879) propose un esperimento mentale che sembrava negare il secondo principio.

 

Il portiere diabolico. «Se ci fosse un diavoletto capace di aprire e chiudere quando desidera una botola tra due stanze comunicanti, e se fosse velocissimo e dotato di vista acutissima», diceva Maxwell, «questo diavoletto potrebbe, per esempio, aprire la porta ogni volta che vede una molecola di gas dirigersi dalla stanza di destra a quella di sinistra, e chiuderla quando accade il contrario».

 

Così, senza apporto di energia dall'esterno, si passerebbe da una situazione di disordine (molecole sparse nelle due stanze) a una situazione di ordine, violando appunto il secondo principio.

 

Nel ragionamento c'era però un'incongruenza, come notò il fisico francese Léon Brillouin (1899-1969): il diavoletto ha bisogno di luce per vedere le molecole, e questa luce (che è una forma di energia) proviene da una sorgente esterna.

 


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01 Gennaio 2016 | Focus.it