O Demônio de Maxwell e a 2º Lei da Termodinâmica I

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O Demônio de Maxwell e a 2º Lei da Termodinâmica I: O exorcismo. 
 
 
James Clerk Maxwell foi um dos grandes cientistas do sec. XIX, muito conhecido pela 
teoria do eletromagnetismo, contribuiu para uma visão mais profunda sobre magnetismo 
e eletricidade. No final de um trabalho relacionado com calor, ele propôs um brilhante 
experimento de pensamento no qual ficaria conhecido como demônio de Maxwell. No 
experimento, o suposto demônio teria a capacidade de controlar a abertura de uma porta 
que separa dois tanques preenchidos por moléculas de gás [umas moléculas estariam 
quentes (muita velocidade e/ou muita agitação térmica) e outras estariam frias (pouca 
velocidade e/ou pouca agitação térmica)], através do controle da porta seria possível 
separar as moléculas quentes das frias, isto é, sem realização de trabalho útil por parte 
do demônio [sem dissipação de calor]. Como o demônio não desprende energia nesse 
trabalho de abrir e fechar a porta, logo, à 2º lei da termodinâmica estaria em perigo. 
 
Mas então o que é a 2º Lei da termodinâmica e por que ela estaria em perigo? 
 
A 2º Lei da termodinâmica diz que é impossível converter totalmente energia térmica 
em trabalho útil. Então, o perigo seria devido ao demônio poder separar as moléculas 
quentes das frias sem perder energia nesse trabalho. Ou seja, se houvesse realização de 
trabalho útil pelo demônio teria energia dissipada logo a 2º Lei se manteria intacta. 
 
Foi pelo exorcismo desse demônio que a 2º lei da termodinâmica permaneceu ilesa. Mas 
então como foi possível exorcizá-lo? 
 
Antes de dizer como foi possível exorcizá-lo é bom lembrar que violar essa lei da física 
significaria ser possível realizar o “movimento perpétuo”. 
Agora, o exorcismo foi possível devido a uma analogia entre termodinâmica e o 
principio de Landauer [teoria da informação]. O principio de Landauer diz que em geral 
o calor dissipado pelo microprocessador [no computador] é devido ao fato dele 
[microprocessador] apagar a informação. Isto é, o calor dissipado num processo esta 
diretamente relacionado à perda irreversível de uma informação. A dissipação do calor 
na 2º lei da termodinâmica esta ligada a informação apagada e isso é parte de processos 
inerentes realizados por microprocessadores. Isso quer dizer que para separar as 
moléculas o demônio de Maxwell tem que colocar a mão na porta e isso dissipa energia. 
Logo, a 2º lei da termodinâmica consegue sobreviver inviolável até o momento.