シラードエンジンの温度について

熱力学的時間の矢を規定する熱力学第二法則、一般にはエントロピー増大則として知られる法則に対して、一種の反論と言えるマクスウェルの悪魔の思考実験がありますが、よくご存知の方も多いと思います。この思考実験を検証する過程で、発明されたのがシラードのエンジンと言えると思います。無論、理論上の発明ですが（比較的最近、ほぼ等価と言える実験装置が開発され、実験が行われたようです）。
これは、簡単に言えば、多数の分子の代わりに１個の分子を入れた容器を熱浴に入れ、容器を仕切りで２つの等しい容積に区切り、どちらに分子が入っているかを観測して、その情報をもとに等温準静的過程の下、仕切りを適当に動かすことで、結果的に熱エネルギーから仕事を取り出す装置ということです（理解はこれであっているでしょうか？）。この時、仕事に換えられるエネルギーは、KTln2と表せるといいます。kはボルツマン定数、Tは容器内の温度（？）
で、以前から疑問なのは、この温度Tのことなのです。温度というのは、多数の分子、粒子の平均運動エネルギーに比例する量として定義されていると理解しているのですが、シラ―ドのエンジンの場合、分子は１個しかない。１個しか分子がない系でも温度は定義できるのか？という疑問なのです。
調べてみても、はっきりと書いている資料は見つかりません。多分、容器内の分子を熱浴を構成しているであろう多数の分子の一部として扱うことで、温度Tを定義しているのではないか？と思うのですが、どうでしょうか？

No.1 回答者： eatern27 回答日時： 2023/09/21 01:37

容器を温度Tの熱浴に接触させています