Nano-Diavoletto di Maxwell

[mangoo]

Ciao Endymion,

Al raggiungimento dell'equilibrio non avrei più emissione? difficile a crederlo.

Si avrebbe ancora emissione termoionica, ma non corrente nel conduttore che congiunge le piastre.

E' vero, il secondo principio non riguarda bilanci energetici (a differenza del primo), ma non mi riferivo ad esso con la mia frase. Volevo dire che i transistori non creano energia dal nulla (ovviamente). Sono soltanto degli amplificatori di corrente o di tensione, non certo di energia. Dunque la loro efficienza è inferiore all'unità, in regola col secondo principio.

Saluti,
Massimo

 

[hot_coil]

Non esistono molecole calde e molecole fredde.

 

[endymion70]

Ciao Endymion,


Si avrebbe ancora emissione termoionica, ma non corrente nel conduttore che congiunge le piastre.

E' vero, il secondo principio non riguarda bilanci energetici (a differenza del primo), ma non mi riferivo ad esso con la mia frase. Volevo dire che i transistori non creano energia dal nulla (ovviamente). Sono soltanto degli amplificatori di corrente o di tensione, non certo di energia. Dunque la loro efficienza è inferiore all'unità, in regola col secondo principio.

Saluti,
Massimo

tutto vero. ma quella corrente iniziale? si esaurisce rapidamente di sicuro, ma c'e'.
in altre parole, ho ottenuto uno sbilanciamento di cariche senza alcun lavoro.

 

[uforobot]

Secondo voi è possibile, tramite una membrana nanotecnologica, separare tutte le particelle calde di un gas da quelle fredde?

Quindi tu vorresti fare la free energy!...

Ma questo argomento fa parte della sezione "Free energy", qui sarebbe fuori luogo.
Se io fossi moderatore di questo forum, sposterei questo argomento nella sezione "free energy".

 

[mangoo]

Quindi tu vorresti fare la free energy!...

Ma questo argomento fa parte della sezione "Free energy", qui sarebbe fuori luogo.
Se io fossi moderatore di questo forum, sposterei questo argomento nella sezione "free energy".

Questa discussione verte sul paradosso del diavoletto di Maxwell, che riguarda in primo luogo la presunta violazione del secondo principio della termodinamica. La "free energy" e' energia ottenuta a spese del primo principio, dunque non c'entra in questo contesto, a parte le divagazioni che ne possono nascere.

Saluti,
Massimo

 

[hot_coil]

tutto vero. ma quella corrente iniziale? si esaurisce rapidamente di sicuro, ma c'e'.
in altre parole, ho ottenuto uno sbilanciamento di cariche senza alcun lavoro.

E l'applicazione del campo magnetico non richiede forse un lavoro?

 

[BesselKn]

Continuo qui quanto iniziato nella discussione " https://www.energeticambiente.it/si...o-ad-idrogeno-fai-da-te-20.html#post119131491 " da parte di Sandro-meg.

Il punto da cogliere e' abbastanza chiaro :

“The experiment did not violate the second law of thermodynamics because energy was consumed in the experiment by the apparatus used, and by the experimenters themselves, who did work in monitoring the particle and adjusting the voltage, but Sano said the experiment does demonstrate that information can be used as a medium for transferring energy.”

Vi pare poco?
[*] Avere dimostrato di ottenere energia disponibile monitorando il sistema (senza cioe' immettere energia nel sistema ma solo consumandola per monitorare il sistema), e' una cosa importante.
A quando un nuovo esperimento diverso magari utilizzando il potenziale quantistico ?

In particolare io rispondo al punto evidenziato con
[*]. Puoi specificare meglio cosa intendi quando dici senza immettere energia nel sistema? Perché, invece, dal mio punto di vista l'energia nel sistema la si mette eccome. Infatti:
- il monitorare implica sempre un'interazione energetica fra controllore e controllato.
- Cambiare una tensione implica che si deve compiere un lavoro esterno (quindi si somministra energia al sistema).
- Che l'informazione possa esser usata come mezzo per trasferire l'energia, a me non pare una novità: l'onda elettromagnetica che veicola una trasmissione radiofonica trasporta informazione ma anche energia.
- Il costruire un esperimento partendo da zero non implica forse che devo "immettere energia" nel sistema medesimo al solo scopo di costruirlo? Mi spiego. Se voglio fare una sedia partendo da un albero non devo forse compiere del lavoro manuale? Cioè spendere energia?

Controesempio. Se io mi limito a osservare un mulino ad acqua in funzionamento, di fatto io personalmente non immetto alcuna energia nel sistema. Poi il sistema usa una parte dell'energia da esso stesso prodotta/convertita per alimentare i varii controllori automatici di cui è dotato (se ne è dotato). Di conseguenza, un mulino ad acqua non è meno strabiliante dell'esperimento su esposto. A maggior ragione per il fatto che i mulini ad acqua sono noti fin dai tempi dei Babilonesi. Se le cose stan così, non vedo la novità...

 

[sandro-meg]

-il monitorare implica sempre un'interazione energetica fra controllore e controllato.

Quindi mi confermi che quando qualcuno guarda una persona questa si riscalda ? Bene hai appena ‘scoperto’ come i presunti guaritori danno delle sensazioni tangibili ai malati….
Bando agli scherzi, e’ logico che il monitorare implica consumare energia ma ,in questo caso, la particella non viene illuminata come in altri esperimenti.

Cambiare una tensione implica che si deve compiere un lavoro esterno (quindi si somministra energia al sistema).

Certo ma una tensione non e’ una energia e, infatti, nel loro documento scrivono:

Note that,in the ideal case, energy to place the block can be negligible; this implies that the particle can obtain free energy without any direct energy injection. In such a case, what drives the particle to climb up the stairs? This apparent contradiction to the second law of thermodynamics, epitomized by Maxwell’s demon, inspired many physicists to generalize the principles of thermodynamics[? ? ? ]. It is now understood that the particle is driven by the
“information” gained by the measurement of the particle’s location[? ? ].

Quindi l’energia fornita al sistema e’ irrilevante.

Che l'informazione possa esser usata come mezzo per trasferire l'energia, a me non pare una novità: l'onda elettromagnetica che veicola una trasmissione radiofonica trasporta informazione ma anche energia.
- Il costruire un esperimento partendo da zero non implica forse che devo "immettere energia" nel sistema medesimo al solo scopo di costruirlo? Mi spiego. Se voglio fare una sedia partendo da un albero non devo forse compiere del lavoro manuale? Cioè spendere energia?

Questo vuol dire girare la frittata.

Il succo e’ quello che ho detto dall’inizio e, che tu con i puntigliosi e ripetitivi interventi, riconfermi e cioe’ che :

Note that, since the energy converted from information is compensated for by the demon’s energy cost to manipulate information[? ? ? ], the second law of thermodynamics is not violated when the total system including both the particle and demon is considered. In our system, the demon comprises
of macroscopic devices such as computers, the microscopic device gains energy at the expense of the energy consumption
of a macroscopic device. In other words, by using information as the energy-transferring “medium”, this
information-energy conversion can be utilized to transport energy to nanomachines [? ? ] even if it is not possible to
drive them directly (Fig. S1).

Per non far violare la seconda legge della termodinamica bisogna considerare l’alimentazione del cervello, e questo consuma ….il punto e’ che l’entropia in quel sistema diminuisce mentre, considereando il tutto, aumenta.

 

[BesselKn]

Certo ma una tensione non e’ una energia

È vero che una tensione non è un'energia perché volt ? joule. Però una variazione di tensione implica certamente un trasferimento di energia (elettrostatica) secondo la nota relazione
Ue = (1/2)*C*V^2

Per non far violare la seconda legge della termodinamica bisogna ...

Questa frase induce il lettore a pensare che lo scienziato, qualche volta, sia obbligato a usare una sorta di trucchetto per far quadrare i conti. Ma questo è completamente falso: non occorre alcun trucco per non far violare la 2^ legge della termodinamica. Do la spiegazione in risposta alla prossima citazione.

il punto e’ che l’entropia in quel sistema diminuisce mentre, considerando il tutto, aumenta.

Sono d'accordo. Comunque in ciò che dici non c'è nulla di strano: processi che comportano una diminuzione dell'entropia del sistema sono molto comuni e sotto gli occhi di tutti, quotidianamente.

Esempi.
In natura, ci sono svariate reazioni chimiche che sono addirittura spontanee ma che comportano una diminuzione dell'entropia del sistema.
Ne riporto 3 come esempio:
SO2(g) + (1/2)*O2(g) ? SO3(g)
CaO(s) + CO2(g) ? CaCO3(s)
H2(g) + (1/2)*O2(g) ? H2O(g)
Altri esempi più terra-terra.
- La costruzione di una casa, partendo da un mucchio di mattoni, cemento e acqua, è un processo che comporta una diminuzione dell'entropia del sistema "mattoni-cemento-acqua". Infatti, passo da una situazione disordinata (il mucchio) a una molto più ordinata (la casa).
- La "costruzione" di un essere umano di 70 kg partendo da un mucchio di atomi composto da: 43 kg di O + 16 kg di C + 7 kg di H + 1,8 kg di N + 1 kg di Ca + 0,78 kg di P + 0,42 kg di altri elementi; è un processo che vede una grandissima diminuzione dell'entropia del sistema. Infatti, passo da una situazione disordinata (un'accozzaglia di elementi) a una molto più ordinata (un essere umano vivente).

Voglio ricordare a tutti che il 2° principio della termodinamica, nella sua formulazione entrpica, afferma che l'entropia totale in una qualsiasi trasformazione reale aumenta.
Di conseguenza, chi applica il 2° principio alla sola entropia del sistema sta sbagliando completamente: dimostra di non aver capito cosa dice invero il 2° principio.
In formule, il 2° pincipio afferma semplicemente che
?Stot > 0
Ma ?Stot è certamente scomponibile almeno in (perché l'entropia è una grandezza additiva)
?Stot = ?Sambiente + ?Ssistema > 0.
Adesso consideriamo un qualunque processo che faccia diminuire l'entropia di un sistema, cioè caratterizzato da ?Ssist < 0, ad es. la costruzione di un'automobile a partire dalle sue parti più semplici. Cosa mi dice il 2° principio della termodinamica? Dice che
?Samb + ?Ssist > 0
cioè
?Samb > -?Ssist > 0
Tradotto in parole, il 2° principio non vieta affatto che siano possibili in natura processi che comportano una diminuzione dell'entropia del sistema. Afferma invece che questi processi si possono fare, però bisogna essere consapevoli del fatto che aumenterà di più l'entropia dell'ambiente.

Quindi, concludendo, io non ci vedo nulla di eclatante nell'esperimento proposto, perché non c'è alcuna violazione del 2° principio né si applica un qualche assurdo trucchetto per far quadrare i conti.

 

[endymion70]

- La costruzione di una casa, partendo da un mucchio di mattoni, cemento e acqua, è un processo che comporta una diminuzione dell'entropia del sistema "mattoni-cemento-acqua". Infatti, passo da una situazione disordinata (il mucchio) a una molto più ordinata (la casa).

Beh ovviamente non è spontanea.

- La "costruzione" di un essere umano di 70 kg partendo da un mucchio di atomi composto da: 43 kg di O + 16 kg di C + 7 kg di H + 1,8 kg di N + 1 kg di Ca + 0,78 kg di P + 0,42 kg di altri elementi; è un processo che vede una grandissima diminuzione dell'entropia del sistema. Infatti, passo da una situazione disordinata (un'accozzaglia di elementi) a una molto più ordinata (un essere umano vivente).

Qui invece c'è da fare qualche precisazione. C'è da dire che l'intero processo evolutivo sembrerebbe essere un processo spontaneo con diminuzione dell'entropia. Nella realtà l'evoluzione considera la costruzione di organismi che diventano casualmente (a causa di eventi esterni, incroci, ecc) più complessi ed efficienti, a scapito di quelli preesistenti. Ciò nonostante l'argomento continua ad essere abbastanza controverso.

Bessel parla di un mucchio indistinto di atomi. Però se i vari elementi fossero mucchietti separati costituirebbero un sistema ad entropia minore del corpo umano. O sbaglio?

Aggiungo anche che il secondo principio non si applica per i transitori, ma solo per sistemi a regime. Esisterebbero altrimenti alcuni controesempi che permetterebbero l'esistenza del nanodiavoletto. Di uno mi sono occupato proprio in questo thread.

Ancora: si può ontologicamente dimostrare che la freccia del tempo è collegata all'entropia anche considerando il comportamento del cervello: noi memorizziamo avvenimenti, ma la memorizzazione è un'operazione che DIMINUISCE l'entropia del cervello, ed AUMENTA quella totale, proprio come dice Bessel, se supponiamo che il nostro cervello memorizzi gli eventi un po' come fa un computer (plausibile dopotutto per quello che sappiamo).
Quindi l'entropia aumenta col tempo, banalmente, perché noi misuriamo il tempo nella direzione in cui l'entropia aumenta. Di qui la nostra percezione unidirezionale del tempo: dimostrazione ontologia, e forse anche "tautologica". Ecco perchè ci ricordiamo gli eventi passati... e non quelli futuri.

Questo per far capire che la presunta "chiusura mentale" di alcuni in realtà è frutto di alcune riflessioni maturate nel tempo, giuste o sbagliate che siano.

 

[BesselKn]

il secondo principio non si applica per i transitori

È vero perché la termodinamica classica si fonda sugli stati d'equilibrio. A tal proposito mi rendo conto che il mio esempio sul corpo umano è azzardato. Forse l'esempio reggerebbe, dal punto di vista teorico, se fosse possibile mettere in un contenitore adiabatico gli elementi mescolati suddetti assieme a una macchina in grado di "costruire" un uomo partendo da questi. Lo stato d'equilibrio termodinamico iniziale A sarebbe composto dalla macchina + elementi mescolati. Lo stato d'equilibrio termodinamico B sarebbe invece ben più difficile da individuare rispetto all'A, soprattutto perché l'equilibrio termodinamico necessita dell'equilibrio chimico; quindi dovrei essere così veloce nel misurare l'entropia del corpo umano tanto da poter ritenere che, in quell'intervallino di tempo in cui effettuo la misura, non avvengano reazioni chimiche "significative".

Bessel parla di un mucchio indistinto di atomi. Però se i vari elementi fossero mucchietti separati costituirebbero un sistema ad entropia minore del corpo umano. O sbaglio?

Senza dubbio, tanto più si riescono a ottenere delle sostanze pure cristalline e tanto più mi avvicino allo 0 K allora tanto più l'entropia di quelle sostanze tende a 0 (3° principio).

 

[uforobot]

Un nano diodo composto da un solo ATOMO, non può erogare zero nanojoule, questo perchè il principio di indeterminazione di Heisenberg glielo impedisce, e anche perchè a quelle dimensioni, i principi della termodinamica non funzionano.

A quelle dimensioni, non esistono atomi caldi o freddi, semmai esistono atomi che rispettivamente si muovono tanto oppure si muovono poco.

Quindi se in futuro si riuscirà con il grafene a fare tanti atomi-diodo collegati fra di loro, la free energy è fatta.

Tutto dipende dalla capacità parassita del dell'atomo-diodo, che deve essere la più bassa possibile, possibilmente e idealmente zero (quindi frequenza quasi infinita).