¿Puedes obtener energía ilimitada sin consumir ningún recurso natural?
Una máquina de movimiento perpetuo puede obtener energía ilimitada sin consumir ningún recurso natural.
Rumor:
La aplicación de la ciencia y la tecnología en la producción y la vida ha liberado al ser humano del trabajo físico pesado, pero también consume mucha energía y potencia. Entonces la gente soñaba con inventar una máquina que pudiera producir energía o potencia continuamente sin consumir energía externa. Alguna vez la gente imaginó que si pudieran convertirlos en una máquina de movimiento perpetuo, podrían obtener energía ilimitada sin consumir ningún recurso natural. ¡Esta es realmente una fantasía extremadamente tentadora! Desde hace mucho tiempo, son muchas las personas que se han comprometido con la investigación y el desarrollo de máquinas de movimiento perpetuo. Pero hasta ahora no se ha probado con éxito ninguna máquina de movimiento perpetuo. ¿Cuál es la razón?
Con el avance de las ciencias naturales, sabemos que la idea de una máquina de movimiento perpetuo viola las leyes básicas de la termodinámica, por lo que es imposible de realizar. Las cuatro leyes básicas de la termodinámica son las leyes más sólidas de las ciencias naturales y son la cristalización de cientos de años de ciencia, tecnología y experiencia. Hasta el momento no hemos encontrado ningún caso en el que se violen las leyes fundamentales de la termodinámica.
Las máquinas de movimiento perpetuo en la imaginación de las personas se pueden dividir en dos categorías: la primera categoría son máquinas de movimiento perpetuo que violan la primera ley de la termodinámica, y la segunda categoría son máquinas de movimiento perpetuo que violan la segunda ley de la termodinámica. . Entonces, ¿por qué no se pueden realizar estos dos tipos de máquinas de movimiento perpetuo?
Diagrama de movimiento perpetuo diseñado por Leonardo da Vinci
Máquina de movimiento perpetuo que viola la primera ley de la termodinámica
La primera ley de la termodinámica (es decir, la ley de conservación y conversión de energía) reveló: "La energía de la materia en la naturaleza puede convertirse de una forma a otra, o transferirse de un objeto a otro, pero la energía total permanece sin cambios durante el proceso de transformación o transferencia "Máquinas de movimiento perpetuo". del primer tipo "El principio de funcionamiento es que se puede realizar trabajo sin consumir energía, lo que es contrario a la primera ley. ¿Cuál es el trabajo representativo de este tipo de máquina de movimiento perpetuo? La máquina de movimiento perpetuo diseñada por Finch espera utilizar un par desequilibrado para hacer girar la rueda alrededor del eje central, lo que puede generar potencia de forma continua. Pero en una determinada posición, debido a que los pares generados por todas las esferas simplemente se anulan entre sí, el dispositivo no puede lograr la imaginaria "máquina de movimiento perpetuo" en absoluto. En el tiempo siguiente, un gran número de experimentos para producir el primer tipo de máquina de movimiento perpetuo, experimentos que debían utilizar la flotabilidad, la fuerza electromagnética, la fuerza de inercia o la acción capilar, fracasaron uno tras otro. Ya en 1586, el científico holandés Steven señaló claramente en su libro "Fundamentos de la estática" que una máquina de movimiento perpetuo no se puede fabricar mediante métodos mecánicos.
En 1775, basándose en el hecho de que la teoría y la práctica demostraban que el primer tipo de máquina de movimiento perpetuo no podía realizarse, la Academia Francesa de Ciencias aprobó una resolución negándose a probar "cualquier máquina que mostrara un movimiento perpetuo". máquina".
Máquinas de movimiento perpetuo que violan la segunda ley de la termodinámica
El segundo tipo de máquina de movimiento perpetuo es un dispositivo que obtiene una determinada potencia de una sola fuente de energía y funciona para siempre. La obra representativa de este tipo de máquina de movimiento perpetuo es el "motor cero" diseñado por el inventor estadounidense Gammel, que utiliza amoníaco líquido como fluido de trabajo. El principio de funcionamiento del dispositivo es: el amoníaco líquido absorbe el calor del entorno, se expande después de la vaporización, empuja el pistón, genera fuerza motriz y luego se condensa automáticamente para liberar calor al entorno. A lo largo del ciclo, la energía se conserva y no se viola la primera ley. Y debido a la conversión de energía, el trabajo producido finalmente se libera al medio ambiente en forma de calor, de modo que la energía del medio ambiente puede ser inagotable. Si repite el proceso anterior, podrá trabajar de forma continua. Este diseño parece alcanzable, pero viola la segunda ley de la termodinámica. Por lo tanto, por supuesto, el experimento no tuvo éxito y también fue una fantasía poco realista.
La segunda ley de la termodinámica revela que es imposible obtener calor de una única fuente de calor y convertirlo completamente en trabajo sin afectar al medio ambiente. La segunda ley de la termodinámica enfatiza la direccionalidad de los procesos de transferencia de calor. Aunque el calor se puede transferir espontáneamente desde un objeto de alta temperatura a un objeto de baja temperatura, se debe consumir una cierta cantidad de trabajo en este proceso de transferencia. El "Motor Cero" de Gammy es una máquina que toma calor de una única fuente de calor y lo convierte en trabajo. El proceso de absorber calor de un ambiente de alta temperatura y vaporizar el amoníaco líquido puede ocurrir espontáneamente, pero la condensación y los procesos exotérmicos del amoníaco gaseoso no pueden ocurrir espontáneamente. Debe tener una fuente de frío inferior a la temperatura ambiente, y se requiere una cierta cantidad de energía para mantener esta fuente de frío, por lo que el "movimiento perpetuo" del dispositivo también es imposible.
La resolución de la Academia Francesa de Ciencias sobre las máquinas de movimiento perpetuo
En 1775, la Academia Francesa de Ciencias aprobó muy solemnemente una resolución por la que nunca aceptaría la aplicación de máquinas de movimiento perpetuo. .
El libro "Historia de la Academia Francesa de Ciencias" tiene el siguiente registro: "Este año, la Academia aprobó una resolución por la que decide no escuchar las respuestas a las siguientes preguntas: cubos, trisecciones de ángulos, cuadrados iguales en área a un círculo, cualquier máquina que muestra el movimiento eterno "Y dio la siguiente explicación: Es absolutamente imposible construir una máquina de movimiento perpetuo. Incluso si la fricción y la resistencia en el medio no destruirán eventualmente el poder original, este poder no producirá el mismo efecto que el. original; para otro ejemplo, supongamos que la potencia puede ser trabajo continuo, luego, dentro de un cierto período de tiempo, su efecto será infinitamente pequeño. Si se reducen la fricción y la resistencia, el movimiento inicial a menudo puede continuar, pero sin actuar sobre otros objetos. Bajo este supuesto (que la naturaleza no puede existir), el único movimiento eterno posible es inútil para cumplir el propósito del constructor de una máquina de movimiento perpetuo.
Después de que se estableció el sistema termodinámico, un cuidadoso razonamiento lógico y una investigación demostraron que la máquina de movimiento perpetuo violaba los principios básicos de la termodinámica. Actualmente, la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos también prohíbe la concesión de certificados de patente para aplicaciones como máquinas de movimiento perpetuo.
Experto en evaluación: Zhang Chuang, ex subdirector del Instituto de Física de Altas Energías de la Academia China de Ciencias y director del Comité de Popularización Científica de la Sociedad China de Física.