Ana Sayfa Bilim Maxwell'in Cini Deneyi

Maxwell’in Cini Deneyi

Orjinal adı “Maxwell’s Demon” olan Maxwell’in Cini, James Clerk Maxwell tarafından oluşturulan bir düşünsel deneydir. Bu düşünsel deney, tamamı ile Termodinamiğin ikinci yasasına aykırıdır. Dilerseniz, Maxwell’in Cini’ni ele almadan önce, Termodinamiğin ikinci yasasına kısaca değinelim.

Termodinamik

Termodinamiğin İkinci Yasası

Termodinamiğin ikinci yasasının temeli, 1824 yılında, Fransız bilim adamı olan Sadı Carnot tarafından atılmıştır. Sadı Carnot tarafından oluşturulan ilk bilgiler, yalnızca yatay doğrultuda ve sürtünmesiz ortamlarda geçerlilik kazanmıştır.

Alman bilim adamı Rudalf Clausius, termodinamiğin ikinci yasasını 1850 yılında oluşturmuştur. Oluşturduğu bu yasanın açıklaması ise “Clausius ifadesi” olarak bilinir. Clausius ifadesi: Isı hiçbir zaman, doğal şartlar altında, soğuk bir cisimden sıcak bir cisme geçiş yapamaz.” şeklindedir. Bu ifadeye en iyi örnek ise evlerde kullanılan buzdolabı olarak gösterilebilir.

“Clausius ifadesi”nden de anlaşılacağı üzere, termodinamiğin ikinci yasasını genel bir şekilde ifade edecek olursak: Isı, doğal şartlar altındayken, sıcak bir cisimden soğuk bir cisme geçiş yapar ve bu olay ısıl denge sağlanana kadar devam eder.

Termodinamiğin bu yasasının en büyük odak noktası ise “entropi”dir. Entropi: Maddelerin düzensizliğe karşı gösterdiği ilgi olarak ifade edilebilir. Yani bir madde ne kadar düzensiz ise entropisi de o kadar yüksektir. Bu duruma örnek olarak, aralarında ısı alışverişi olan iki cisim gösterilebilir. Bu cisimlerin arasında ısı alışverişi olduğundan dolayı entropileri pozitiftir ve gittikçe düzensiz bir hal almaya başlarlar.

maxwellin cini deneyi 1

Maxwellin Cini Deneyi

Maxwell bu düşünsel deneyinde, birbirinden bir kapı ile ayrılan iki oda hayal etmiştir. Bu odalar, aralarındaki kapı hariç olmak üzere tamamen izoledir ve bu odaları kontrol etmek üzere orada bulunan, aynı zamanda da entropi uzmanı olan ve molekülleri gözlemleyebilen bir cin bulunmaktadır.

Cinin görevi ise, A odasından B odasına geçmek için kapıya yaklaşan ve ortalama hızın -sıcaklık- üzerinde bir hıza sahip olan- yüksek sıcaklık değerine sahip – molekülü, aradaki kapıyı açarak B odasına almaktır. Aynı şekilde, B odası içerisinde bulunan ve ortalama hızın altında -düşük sıcaklık- olan molekülleri A odasına geçirmeyi amaçlar. Tüm bu işlemlerin sonucunda ise A odasında yüksek sıcaklıklı moleküller; B odasında ise düşük sıcaklık değerine sahip moleküller toplanmıştır. Bu şekilde de A odasının sıcaklığı düşmüş; B odasının sıcaklığı ise artmıştır. Bu durum, yazının başında kısaca değindiğimiz, termodinamiğin ikinci yasasına tamamen aykırıdır.

Maxwell’in Cini adlı düşünsel deney için birçok bilim insanının itiraz ve eleştirileri olmuştur. Bunlardan en önemlilerini irdeleyecek olursak;

  1. İlk eleştiri, 1929 yılında, Leó Szilárd tarafından yapılmıştır. Bu eleştiri ile odaları kontrol eden cinin, moleküllerinin hızlarını gözlemlerken ve bu hız bilgilerini öğrenirken entropi oluşturduğu, bu entropinin de, deneyin genelinde yok sayılan entropiye eşit olabileceği belirtilmiştir.
  2. Heisenberg’in Belirsizlik İlkesi‘ne göre, taneciklerin hız ve konum bilgilerine kesin bir şekilde ulaşmanın bir yolu yoktur; ayrıca, bir taneciğin hız bilgisine “kısmen” ulaşıldığında, enerji ve konumunda değişiklikler meydana gelir.
  3. Bir diğer itiraz da 1982 yılında Charles Bennett tarafından yapıldı. Yapılan bu itiraza göre cinin, taneciklerin hız, konum ve enerji gibi bilgilerini zamanla depoladıkça belleğinde yer kalmayacağı, yeni bilgileri depolayabilmek için eski bilgileri silmesi gerektiği ve bunun da entropi üreteceği belirtilerek, Maxwell’in Cini adlı düşünsel deneyin, termodinamiğin ikinci yasasını yok sayamayacağı gösterilmiştir.

Termodinamiğin ikinci yasasının önemini tarih boyunca, Albert Einstein başta olmak üzere birçok önemli bilim insanı vurgulamıştır. Maxwell’in Cini ise düşünsel bir deney olmasına rağmen, uzun yıllar boyunca insanların cevap aradıkları bir düşünsel deney olmuştur.

Umarız ki yine bu şekilde olan deneyler ve fikirler ile karşılaşırız.

arıcılık malzemeleri
Avatar
Konuk Yazar
Konuk yazarlarımız tarafından sitemize yollanan yazılar bu hesaptan yayınlanmaktadır. İsimsiz yazı yayınlamak istiyorsanız iletişim bölümünden sizlerde yazılarınızı yollayabilirsiniz.
Önceki İçerikIşıksız Evren
Sonraki İçerikIIHS Çarpışma Testleri

4 Yorum

guest
4 Yorum
Newest
Oldest Most Voted
Inline Feedbacks
View all comments
hayati

Kardes cidden bilmeden sallamissin birseyler bari duzgun fikirleri olanlara karisma sadi guzel mantikli bisey demis ama senin anliyicak bilgin yok . Olayi anlamamissin sen biraz daha arastir.

Batu

Pek mantıklı gelmedi zaten bu seneyi yaparken 2.yasayı es geçip yapmış madde bir yerden başka bir yere aktarılırken ısı alışverişi yapmıyor mu çok mantıksız

bilgin

Termodinamiğin ikinci yasasıyla ilgili uzmanlığım yok. şimdi özetinizden bişeyler çıkardım. ve anladığım kadarıyla bu deneyin ilk bakışta termodinamiğin(td) ikinci yasasıyla alakası olmadığı belli. sizin anlatınıza göre td ikinci yasası enerjinin bir ortamdan nakliyle ilgili. ama cin deneyi enerjinin değil maddenin bir ortamdan başka bir ortama nakliyle ilgili. daha doğrusu yüksek enerjili parçacıkları bir ortama alıyor düşük enerjili parçaları başka ortama. bu durumda elimizdeki madde aynı madde olmuyor. şöyle açıklayım : öz kütlelerini eşit kabul ederek odanın bir tarafında 100 derece sıcaklıkta saf altın olsun. diğer tarafında sıfır derece sıcaklıkta saf gümüş. td yasasına göre bu iki maden bir birine enerji… Read more »

Sadi

Bence düşük sıcaklıktaki moleküllerin bulunduğu odadan diğer odaya geçiş olması imkansızdır. Çünkü odalarda boşluk olmadığı için kapı açıldığında yüksek sıcaklık odasındaki moleküller diğer tarafa geçmek isterken kapıyı tıkarlar ve düşük sıcaklıklı molekülleri bastırırlar. Bu aradaki çarpışmadan da düşük sıcaklıklı moleküllerin sıcaklıkları artar. İki odanın sıcaklıkları eşitlenince ancak geçiş olmaya başlar..

Yazar Ol arıcılık malzemeleri

Yeni Yazılar

Sürdürülebilir Moda Nedir

“Bitmeyen çılgın indirim günleri, haftanın fırsatları, %70’e varan indirimler.. “ gibi sözleri sizler de eminim çok duymuşsunuzdur. Bu tarz indirim adı altında aslında ihtiyacımız...

Hayvancılık ve Küresel İklim Değişikliği

Atmosfere salınan CO2, CH4, N2O, CFC, O3 ve CO gibi ısıyı tutan gazlar sera etkisi yaparak küresel ısınmaya sebep olurlar. 20. Yüzyılın ortalarından beri...

Blockchain (Blok Zinciri) Teknolojisi ve Bitcoin

Bitcoin Nedir? Çıktığı günden bu yana, gerek işlem hacmi gerekse piyasa değeri açısından değerine değer katan Bitcoin, son yılların fenomen olgusu haline gelmiştir. Peki...

Aspirin Nedir (Asetilsalisilik Asit)

Aspirin nedir? Asetilsalisilik asit (kısaca ASA), ticari adı aspirin olarak anılır ve ülkemizde sıklıkla kullanılan bir ilaçtır. Genellikle ağrı, ateş ve apse dışındaki iltihapların...

Mühendislik Maaşları

Peyzaj Mimarlığı Maaşları

Mimarlık bölümleri gençler tarafından oldukça ilgi görmektedir. Üniversite sınavına hazırlanan gençlerin bu süreç içerisinde meslek grupları hakkında bilgi edinmek için yoğun araştırma dönemine de...

Yazılım Mühendisliği Maaşları

Yazılım mühendisliği maaşları çalışılan firmadan, kişinin kendini ne kadar geliştirdiğine kadar değişen faktörlerle değişkenlik gösterebilmektedir. Yazılım mühendisliği nedir? Yazılım mühendisliği, kullanıcının isteklerini göz önünde bulunduran ve...

Genetik Mühendisliği Maaşları

Bu yazımda genetik mühendisliği maaşları hakkında bilgi vereceğim. Yorum kısmında diğer yorumları görebilirsiniz. Dünya genelinde genetik mühendisliği çok revaçta olan meslek gruplarından biridir. Ülkemizde...

İşletme Mühendisliği Maaşları

Bu yazımızda sizler için işletme mühendisliği maaşları ve işletme mühendisliğini araştırdık. Öncelikle işletme mühendisliği; bir işletmenin işletmecilik ve mühendislik anlayışı ve ilkelerine göre yönetilmesi,...
4
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x