Illustrated Demon
図解:悪魔の装置(1)
2008/02/02  

マックスウェルの悪魔を具現化する装置の一例を、以下にできるだけ分かりやすく図解しましょう。
ここでの目的は、子細な理論や厳密性はひとまず別にして、とにかく具体的なイメージを思い描くことにあります。

熱運動する気体分子が1個だけ入っている、非常に小さな箱を想定します。
下の図で、気体分子は赤い丸で示されています。
箱の中には気体分子の他に、青色で描かれた隔壁が置かれています。
この隔壁は、箱の長軸方向(X方向)に自由に動かすことができます。
つまり、この隔壁は、1個の気体分子によって押されるピストンの役割を果たします。

後の説明のため、図に示したようなXYZ座標を導入しておきましょう。
後々重要になるのは、箱の長軸方向=X方向の運動です。

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