Слонодёмия - [3]
– Что делать? Ждать или двинуть отсюда? – Дёма растерянно теребил подтяжки. – Куда идти, я всё равно не знаю. Подожду. Может, меня найдут. А если здесь опасно? Кто же знает, сколько ждать? О-о-о! У меня же есть Фамильная Монета! Она всегда ведёт к порядку. Ведь то, что я здесь, – совсем непорядок!
Монеты очень важны в мире демонов Максвелла. У нас монеты – это деньги, у них – инструмент. Как быстро выбрать между двумя вариантами? Легко! Подбрось монету, и выбор сделан. У каждого демона Максвелла в первый день рождения появляется и первая Монета: Детская. В семье Дёмы есть Фамильная Монета. От обычных она отличается тем, что может влиять на события. Повышает шанс (демоны постарше сказали бы: вероятность) получить желаемое. Фамильная Монета всегда создаёт больший порядок, чем прежде.
Дёма полез в кармашек, расшитый золотыми нитками.
«Что это? Дырка? Ужас!»
Уши и щёки его словно загорелись, внезапно стало очень жарко.
«Что же скажет папа? Об этом лучше не думать. Ясно, что между рожками не погладит. Потерять Фамильную Монету, которая передавалась по наследству из поколения в поколение! Это самое плохое, что могло бы случиться… – размышлял огорчённый демон Максвелла. – Но погоди-ка! Кто-то говорил про Монету, которую надо найти… Точнее, пел… Это всё подстроили Слоны Хаоса! Они только с виду дружелюбные. Слонюги-ворюги!»
Дёма пытался вспомнить, о чём была песня. Теперь он понял: в ней подсказка, как найти заветную Монету и вернуться домой.
«Столько всего предстоит сделать – даже лапы опускаются! Немедленно отправиться на поиски серого друга из песни? Или подождать? Надо решать быстро, времени мало. Ой, у меня же есть Детская Монета!» – обрадовался Дёма, запустил лапу в другой карман. Достал Монету и начал подбрасывать и ловить её. Однако увлёкся и быстро забыл цель игры. Громко выкрикивал, что выпадало, – орёл или решка. Так и сидел на пеньке, пока не заметил, что к нему кто-то приближается.
Попробуем понять, с какими явлениями природы столкнулись наши герои. В этом помогут «Заметки Дёминого папы», которые мы будем помещать после каждой главы. Впрочем, можете просто пролистывать эти комментарии и сразу переходить к основному действию книги. Если захотите что-то узнать подробнее – потом вернётесь.
Читателю, наверное, интересно, что такое демон Максвелла для физиков. Это участник мысленного эксперимента. Вымышленный, конечно. Придумал его британский физик Джеймс Максвелл, чтобы наглядно объяснить парадокс Второго начала термодинамики – так называется один физический закон. Его обычно объясняют на примере молекул, но мы вообразим похожие ситуации из жизни.
Представим большой каток и много людей на коньках. Катание в самом разгаре. Погода выдалась морозная. Чем быстрее ты будешь двигаться, тем теплее тебе становится. Легко одетым приходится пошевеливаться. С молекулами всё точно так же. Где молекулы бегают быстро, там и теплее. Зимой, когда воздух холодный, молекулы двигаются медленнее, чем летом, когда заметно теплее.
Разделим каток пополам бортиком. Оставим небольшой проезд в середине. Каток большой, и людей на нём много. Есть и едва ковыляющие новички, и уверенные завсегдатаи, и даже те, кто играет в догонялки и врезается в остальных. При этом на каждой половине есть и те, и другие, и третьи – всё как на большом катке. С молекулами та же история. Если в пещере поставить стену, температура воздуха в каждой половине будет одинаковая.
Поставим в проезде между половинами катка контролёра, который пропускает в левую часть катка только быстрых конькобежцев и не выпускает их направо. Тем, кто не торопится, контролёр разрешает проехать в правую часть катка, но запрещает в левую. Через некоторое время слева будут кататься все быстрые, а справа – все медленные.
В случае с молекулами это означает, что в левой части пещеры стало теплее, поскольку там они бегают быстрее.
Закон природы (Второе начало термодинамики) гласит: холодное не может нагреть тёплое. Чтобы прохладное стало холодным, а тёплое – горячим, нужно поработать! Контролёр добился, чтобы люди в левой части катка бегали быстрее, чем в правой. Однако ему пришлось потрудиться. Контролёр для молекул – это демон Максвелла. Он сортирует молекулы воздуха в перегороженной пещере. Демон Максвелла узнаёт скорость каждой молекулы, подлетающей к отверстию в перегородке. Он именно знает скорость. Затем решает, пропускать молекулу в другую часть пещеры или нет. В результате в одной половине оказываются быстрые молекулы, а в другой – медленные. Значит, и температура в одной части становится выше, чем в другой. Ведь температура напрямую зависит от скорости движения молекул.
Картинка 1. Демон Максвелла
Демон Максвелла отделяет медленные молекулы от быстрых. В пещере установлена перегородка с дверцей. Медленным молекулам демон Максвелла открывает дверь в перегородке из части А в часть Б, а быстрым – из Б в А. В итоге часть А заполнена только быстрыми молекулами, а часть Б – только медленными. Значит, в части пещеры А теплее, чем в части пещеры Б.
Казалось бы, закон нарушен: тепло передаётся от более холодной части пещеры в более тёплую. Но Второе начало термодинамики говорит только о том, что тепло не может передаваться само по себе. А если одновременно затрачивается энергия, то очень даже может. Этот закон природы не запрещает, скажем, холодильник. Прибор потребляет энергию и тратит её на то, чтобы перераспределить тепло изнутри наружу: охладить то, что внутри, и взамен нагреть кухню. Хорошо бы, конечно, чтобы эскимо охлаждалось само, лёжа на столе. Но не получится. Демон Максвелла тоже должен чем-то питаться (другими словами, ему нужна энергия извне). А раз так, то и парадокса нет.
