Разделить же смесь обратно на составляющие намного труднее. Вот один из теоретически возможных способов это сделать.
Как вы знаете, газ состоит из молекул. Они летают с большой скоростью, постоянно сталкиваясь друг с другом и с поверхностями других тел. Поставим между левой и правой половинками сосуда непроницаемую перегородку, сделаем в ней малюсенькое отверстие и установим около него устройство, которое открывает и закрывает отверстие в зависимости от того, какая частица и с какой стороны подлетает.
Если пускать частицы кислорода только налево, а частицы азота — только направо, то рано или поздно молекулы окажутся отсортированными.
Похожий мысленный эксперимент предложил физик Джеймс Максвелл. У него был только один газ, а устройство должно было разделять более быстрые молекулы и более медленные (на рисунке внизу — красные и синие). Позже этому вымышленному устройству дали запоминающееся имя — демон Максвелла.
Чем быстрее движутся молекулы газа, тем больше его температура. Поэтому, если бы у вас был демон Максвелла, можно было бы сделать коробку-холодильник, которая охлаждала бы то, что находится внутри и нагревала бы воздух снаружи.
К сожалению, для того, чтобы определять скорости молекул и открывать/закрывать отверстие, такое устройство должно само потреблять энергию. Поэтому приходится довольствоваться обычным холодильником, работающим на электричестве.
А сейчас мы предлагаем вам сыграть в игру и самим побыть в роли такого демона. Если считаете, что это лёгкая работа — представьте, что концентрация молекул в 10000000000000000000 раз больше, а их скорость порядка тысячи метров в секунду. Это и есть настоящий воздух.
