Zapadka brownowska

Zapadka brownowska (zębatka brownowska) – jeden z pomysłów realizacji demona Maxwella. Składa się z koła z zamocowanym mechanizmem zębatkowo-zapadkowym. Koło jest rozkręcane przypadkowymi ruchami Browna, lecz mechanizm zapadkowy blokuje ruch w jednym kierunku, a z ruchu rozkręconego koła w jednym kierunku można bez problemu pobrać energię mechaniczną (perpetuum mobile II rodzaju).

Schemat zapadki

Wnikliwa analiza teoretyczna problemu doprowadziła do ustalenia, że ruchy Browna też będą przypadkowo poruszały zapadką, więc uzyskanie ruchu w jednym kierunku jest niemożliwe. Wynik ten potwierdzono empirycznie na molekułach (jedna cząsteczka służyła za zapadkę a druga za koło), ruch był przypadkowy.

Zapadkę brownowską po raz pierwszy opisał Marian Smoluchowski, a spopularyzował Richard Feynman.

Badanie tego mechanizmu spowodowało odkrycie idei silników brownowskich (zwanych też silnikami molekularnymi) i pomp. Nie łamią one II prawa termodynamiki. Wykorzystują je żywe organizmy (poruszanie witkami przez niektóre bakterie, przepompowywanie cząstek przez błonę, skurcz mięśni).

Bibliografia

• MarianM. Smoluchowski MarianM., Experimentell nachweisbare, der übliehen Thermodynamik widersprechende Molekularphänomene, „Physik. Zeitschr. XIII, 1069”, 1912  (niem.).
• Richard Phillips Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands: Feynmana wykłady z fizyki. T. 1. Cz. 2. rozdział 46 Mechanizm zapadkowy
• Ł.Ł. Machura Ł.Ł., Efekty inercyjne w Brownowskich zębatkach z szumem dychotomicznym [online] .
• A.A. Nagiel A.A., Brownian Motors [online] [dostęp 2006-09-17] [zarchiwizowane z adresu 2004-02-14]  (ang.).