안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
위배하지 않아요. 도깨비는 칸막이 문을 지키며 빠른 분자는 한쪽, 느린 분자는 다른 쪽으로 보내 온도 차를 만들어요. 일을 하지 않고 엔트로피를 낮추는 것처럼 보여 오래 논쟁이 이어졌는데, 빠진 부분은 도깨비의 머릿속이었어요.
도깨비가 분자를 골라내려면 먼저 속도를 재고, 그 결과를 기억해 두었다가 문을 여닫아야 해요. 1929년 실라르드는 분자 하나짜리 상자로 이 과정을 따져서, 정보 1비트를 알면 최대 kT ln2만큼 일을 뽑아낼 수 있다는 걸 보였어요.
처음엔 측정에 에너지가 든다고 봤지만, 1982년 베넷이 측정은 에너지 소모 없이도 가능하다는 걸 보였어요. 대신 비용은 기억을 지울 때 생겨요. 란다우어 원리에 따르면 1비트를 지울 때 최소 kT ln2의 열이 빠져나가고, 상온에서 약 3×10⁻²¹J예요. 도깨비의 기억 용량은 유한하니 계속 일하려면 기록을 지워야 하고, 이때 늘어나는 엔트로피가 기체에서 줄인 엔트로피보다 항상 크거나 같아요.
2012년에는 레이저로 붙잡은 미세 입자로 이 소거 열이 실제로 측정됐어요 :)