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【家電】空調和冰箱,為什麼都要放熱水?答案很霸氣!我回答了

熱水放著是會慢慢變涼的,致使它變涼的原因是什麼呢?其實這樣的法則稱為“熱力學第二定律”,高溫物體是不能夠被低溫物體自發轉移的,這在我們生活中,大家肯定也是感受得到的。用最簡單的事情證明就是,在不做任何干預的情況下,一冷一熱的鐵塊讓它們緊挨在一起,冷的鐵塊就會變熱,因為熱的鐵塊把熱量給了冷的鐵塊,過一會兒就會發現,這兩塊鐵的溫度會變成相同的。

人們不禁發出疑問,那空調和冰箱不也是把熱量逆向傳遞了呀。這樣的說法是不完全正確的,空調和冰箱能夠有製冷的效果的前提是要有壓縮機,壓縮機是冰箱、空調的心臟,如果沒有心臟不在的情況下,沒有壓縮機的空調和冰箱只能被稱為箱子,也就是這樣的空間是不具備讓熱量自發的被高溫度的吸收低溫度的部分的條件的。

但是你瞭解嗎?就在150年以前,其實“熱力第二定律”的缺陷就被研究人員發現了!就是我們耳熟能詳的Maxwell’s demon,他是著名物理學家,這就是由他提出來的。沒想到後來的研究人員居然針對要求更新了版本,更有意思的是被稱為還是“賭徒”版本的!

人們看到麥克斯韋妖時肯定會對妖發出疑問,我們都知道的這只是一個想法,假設的。Maxwell’s demon這樣說到:如果把一個盒子裝滿氣體分子,用一張擋板把盒子分成兩個部分,再就是在擋板上弄一個細微的孔,我們就當他存在一個非常細微的妖精就守在這個孔的地方。

由於氣體分子的速度是不勻速的,大體上可以被分為速度較慢的“冷分子”和速度較快的“熱分子”這兩類。

麥克斯韋妖時刻盯著這個孔的附近研究,當一邊的冷分子衝著這個孔過來的話,這個小孔門口的妖精就會放行讓它到另一邊,然後再嚴格地守在小孔附近。同樣的這邊的“熱分子”也會跑到冷分子那邊。經過一段時間後就會發現,熱分子和冷分子分佈在不同的陣營中,相互為敵。

由於麥克斯韋假設的這個孔是很小的,所以做功是可以被忽略的,由於這個原因,人們又發出疑問:能夠做到做功非常小的情況下熱量就能夠逆向流動?不符合熱力學第二定律呀!

在人們看來好像熱力學第二定律是正確的、無誤的,要不然永動機就存在了,那這樣的話麥克斯韋的所設想的問題是存在什麼地方的呢?

“資訊熵”是在1940年被著名數學家夏農提出的,他提出的這一資訊熵,且也證實了資訊是可以被量化的,根據夏農的觀點,物理學家(Rolf Landauer在1961年提出Landauer的原則。就是這個原則的提出,他覺得能被抽象化的才會有物理載體資訊,當對資訊進行操作時其實也是對物理載體的操作,這就是證實對資訊的處理這種邏輯是無法逆轉的,所以也就變相的證實熱力學也是不可能被伴隨逆向的。

日本物理學家的一篇論文於2010年在《Nature》被髮表,此篇論文的基礎是西拉德發動機概念,從而使得奈米級珠子如何誘導上螺旋樓梯的方法。

就在2013年、2018年,科學家在這方面都有了自己的研究,不同各版本麥克斯韋妖也就出現了。但是由於麥克斯韋妖是繁瑣的、複雜的,這次使得研究人員研究出了“賭徒”版本。

雖然賭徒版本能夠偶然的打破熱力學第二定律,但是透過長期試驗,熱力學第二定律是不能夠被打破的,我們要記住科學技術是不斷髮展進步的,想不想看到這一天呢?

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