Brillouin-paradoxon

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Termikusan zajos R ellenállás párhuzamosan kapcsolt D diódával

A Brillouin-paradoxon a termodinamika egy látszólagos paradoxona. Elsőként Léon Brillouin írta le 1950-ben.[1] A Brown-racsni, ami egy molekuláris racsni illetve a Maxwell-démon elektromos analógja. Brillouin áramköre egy ellenállást és egy diódát tartalmaz párhuzamos kapcsolásban. Felszínesen úgy látszik, hogy a dióda az ellenállás hőzaját csak az egyik irányban vezeti, így effektív elektromos feszültség jön létre. A hőfluktuáció egyirányúsítása másodfajú örökmozgót valósítana meg, ami ellentmondana a termodinamika második főtételének. Az ellentmondás feloldása mélyebbre ható elemzést igényel.

Magyarázata Fokker-Planck-egyenlettel[szerkesztés]

Egy kondenzátorral ellátott rendszer Fokker-Planck-egyenlete:[2]

ahol kB a Boltzmann-állandó, C a kondenzátor kapacitása, R1 az ohmos ellenállás, R2(u) a dióda feszültségfüggő ellenállása, és T1/2 az elemek hőmérséklete. Az egyenlet stacionárius megoldása:

.

Azonos hőmérsékleten az ellenállások kiejtik egymást, az szimmetrikus eloszlás megőrzi a második főtételt. Ez az ideális diódára is teljesül. Különböző hőmérsékletek esetén a közepes feszültség különbözik nullától, de ez nem sérti a termodinamika második főtételét.

Fordítás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Brillouin-Paradoxon című német Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. Léon Brillouin: Can the Rectifier Become a Thermodynamical Demon? In: Physical Review. Bd. 78, Nr. 5, 1950, S. 627–628, doi:10.1103/PhysRev.78.627.2.
  2. I. M. Sokolov: On the energetics of a nonlinear system rectifying thermal fluctuations; Europhysics Letters (EPL) Bd. 44. kötet 3; 1998, 278–283. oldal DOI=10.1209/epl/i1998-00470-4