KURIOOSUM ⟩ Kurat, kas sooja saab?

Maxwelli kuradikese roll on kahe klaaskolvi kokkupuutekohas tähele panna, kui kiiresti liikuvad molekulid sellele lähenevad. Kui pildi paremalt poolt läheneb selline aeglane molekulike, peab kuradike oma lapaka ava eest ära tõmbama ja laskma sel sinisesse – jahedasse – kolbi edasi kulgeda. Kui aga samas suunas kihutab kiire molekul, peab väljamõeldud deemon oma lapakaga ava sulgema ja laskma sellistel punakas – ehk siis soojas – kolvis edasi kulgeda. Siit ka küsimused: kui väike kuradike olema peaks, et selline masin töötaks, ja kui palju neid olema peaks, et näiteks maja soojaks saada? Foto: Marek Strandbergi pilditöötlus vanast gravüürist

Akadeemik Peeter Saari tutvustab kurioosset olendit, omapärast kuradikest: nimelt Maxwelli deemonit. Saame aimu, miks huvi selle – või hoopis tema? – vastu kestab juba üle pooleteise sajandi. Kas poleks tore, kui möödunud külmal ajal oleks saanud toa soojaks täiesti tasuta? Õueõhu soojuse arvelt, sest seda on seal ka kõige külmema ilmaga rohkem kui küll.

Tõepoolest, soojus pole muud kui õhumolekulide ringilendlemine ja isegi miinus viiekümnese temperatuuri juures need kaugeltki ei seisku, vaid lendavad keskeltläbi natuke aeglasemalt kui suvepäeval. Külmas õhus – või ka maa sees – peituva soojuse arvel kütmine on hästi tuntud, sest just see toimub viimasel ajal üha rohkem kasutusele võetavates soojuspumpades. Need seadmed pole kuigi odavad, kuid see-eest kütavad tube kasuteguriga – nimetatakse ka soojusteguriks –, mis küünib tervelt 400 protsendini, ehk tuppa tuleb soojusenergiat oma neli korda rohkem, kui kulutatakse elektrienergiat pumba käitamiseks.

Võrdluseks: ahjude-kaminatega küttes tuleb tuppa soojust kasuteguriga kõigest 50–70 protsenti puudes sisalduva energia suhtes. Elektriradiaatori puhul muunduvad kõik kulunud kilovatt-tunnid elektrit toas soojuseks ja seega on kasutegur küll 100 protsenti, kuid seda vaid mitte arvesse võttes elektritootmise kasutegurit.