Diabluras de un diminuto diablo

La termodinámica, la ciencia que explica el funcionamiento de la mayoría de los motores que usamos hoy, se basa en tres leyes que un físico enunció de una manera informal. La primera dice: “nunca puedes ganar, en el mejor de los casos aspira a no perder”; la segunda: “sólo puedes no perder en el cero absoluto”; la tercera: “no puedes alcanzar el cero absoluto”. Deseo remarcar que las leyes son válidas únicamente en el ámbito macroscópico, e inaplicables a nivel microscópico porque si no…

Los estudiosos lectores, sobre todo los que saben mucha física, asegurarán que el calor siempre pasa espontáneamente de un cuerpo caliente a uno frío. ¿Seguro? ¿Sí? Os propongo un experimento mental: imaginemos un recipiente lleno de aire, y dividámoslo en dos partes iguales, separadas por una pequeña compuerta cerrada. Si dispusiéramos de un microscopio que nos permitiera ver las moléculas individuales, observaríamos que se mueven desordenadamente. Calentemos el gas de la parte izquierda y mantengamos frío el gas de la derecha; como sabemos (o deberíamos saber) que la temperatura es una manera de medir la velocidad media de las moléculas, deducimos que las moléculas calientes de la izquierda tienen una velocidad media superior a las frías de la derecha; sin embargo, como son medidas medias, unas pocas moléculas de la izquierda tienen velocidades menores que la media de la derecha, y unas pocas moléculas de la derecha tienen unas velocidades mayores que la media de la izquierda.

Un diminuto ser imaginario -diablo de Maxwell apellidado- observa las moléculas individuales, mide sus velocidades con un detector (como si fuera un guardia civil de tráfico), y abre y cierra a voluntad la compuerta de separación entre ambos recipientes. Cuando observa que una molécula lenta del lado caliente se dirige hacia el lado frío, abre la compuerta y deja que cambie de lugar; hace la misma operación cuando observa que una molécula rápida del lado frío se dirige hacia el cálido. ¿Qué sucede entonces? En el recipiente izquierdo cada vez hay más moléculas rápidas -por tanto su velocidad media será mayor y también su temperatura- y en el recipiente derecho hallaremos más moléculas lentas, que disminuyen la velocidad media y, por consiguiente, la temperatura. En resumen, está pasando calor de un cuerpo frío a uno caliente: un proceso totalmente prohibido por las leyes de la termodinámica ¿o no? ¿Es posible diseñar tal artilugio?, ¿hay algún fallo en el razonamiento?