Maxwell demonio con almacenamiento de memoria

Question

Vamos a considerar un clásico demonio de Maxwell como se describe en la wiki https://en.wikipedia.org/wiki/Maxwell%27s_demon. Se gasta energía para la medición de las velocidades y las coordenadas de algunas partículas y utiliza la información obtenida para crear una diferencia de temperatura entre dos partes de un contenedor.

A continuación, vamos a suponer que el demonio no utilizar la información obtenida por las mediciones de inmediato, pero lo guarda en algunas de almacenamiento de la información. Así que si la fracción de medición de partículas es lo suficientemente grande y la dinámica de lo que puede ser descrito por la mecánica clásica y la forma del recipiente es bien sabido, es posible utilizar la medida de la información en el futuro para predecir con más del 50% de probabilidad es el flujo de calor a través de la trampilla de una parte del contenedor a otro en cada intervalo infinitesimal de tiempo positivo o negativo (en el caso de que la trampilla se abre) y así crear una diferencia de temperatura entre dos partes de un contenedor.

En este caso no existe violación de la ley de conservación de la energía porque el demonio gasta más energía para la observación y el cálculo, pero se podría decir que la información es almacenada en el interior de el demonio de la memoria de almacenamiento.

Mis preguntas son las siguientes:

• Es correcto decir que la cantidad de energía útil que el demonio podría liberar el uso de memoria es equivalente a la energía libre de Helmholtz en el sistema?
• ¿Es correcto decir que la energía almacenada en la memoria de almacenamiento? O es mejor formular en algunos de los más palabras precisas?

Estoy interesado en este experimento de pensamiento, porque yo soy la maravilla de lo que en realidad la información es en la física y cómo se relaciona con la energía y la voy a apreciar si uno recomendar alguna lectura interesante sobre este tema.

P. S. La pregunta es un poco relacionado con este uno de Maxwell Demon Constante (Información de Energía de equivalencia)

Answer 1

Nos deja un modelo de memoria de almacenamiento del dispositivo. ¿Cómo almacenamos los datos? Los datos o la información es algo significativo por lo que siempre guardará por la organización de algo de una manera específica. Por ejemplo, en un equipo de los flip-flops del almacén de datos y tienen que ser activado en una manera significativa. En un cerebro(aunque no del todo bien entendida) de los productos químicos en su neurona almacena los datos por la organización de algunas moléculas específicas en el orden dado.

Lo importante en todo esto es el "orden". Más los datos que desea almacenar más cosas que usted necesita para organizar de manera específica. Esto disminuye la entropía de un sistema dado. Por qué? Debido a que la entropía es una medida del desorden, de caos. Si un sistema se ordena naturalmente, la entropía es menor. Así la información está directamente relacionada con la entropía.

Cualquier información particular de entropía asociada con él. Por ejemplo, si yo digo que mi cumpleaños es en la segunda mitad del año, tiene gran cantidad de incertidumbre y por lo tanto de alta entropía. Ahora si puedo decir que mi cumpleaños es en septiembre, la información aumenta, pero el desorden o la entropía disminuye. Ahora si mi mención que a la semana en que me estoy volviendo más específicos y la disminución de la entropía.

Si has entendido la relación entre la entropía y la información que vamos ahora a tu pregunta. Cuando el demonio se almacena la información que disminuye la entropía del dispositivo de memoria. La 2ª ley de la termodinámica, se evitará hacer sin gastar de trabajo. Así que él debe gastar un poco de energía al hacerlo. Esa es la energía que usted estaba buscando.

Answer 2

¿Es correcto decir que la energía almacenada en la memoria de almacenamiento? O es mejor formular en algunos de los más palabras precisas?

Depende de cómo la memoria del dispositivo de almacenamiento de trabajos. Todos estos dispositivos sé hacer aumentar y disminuir su energía como parte de su operación, pero creo que no hay, en general, una correlación entre la energía del dispositivo y la información sobre el estado del gas. Se puede extraer la energía libre del gas y conservar el estado de la memoria del dispositivo.