Når vitenskapen utvikler seg, dekker dens lover stadig større områder, blir raffinert, nærmer seg naturlovene og blir adekvate for dem. I en generalisert form ble forbindelsen mellom naturlovene og vitenskapslovene tydelig uttrykt av A. Einstein: "Våre ideer om fysisk virkelighet kan aldri være endelige, og vi må alltid være klare til å endre disse ideene." P. L. Kapitsa, som elsket paradokser, sa til og med dette: "Det er ikke lovene i seg selv som er interessante, men avvikene fra dem."
Men oppfinnerne av perpetuum mobile tar feil, og regner med en fullstendig endring i vitenskapslovene, som ennå ikke tillater drift av maskiner for evig bevegelse. Faktum er at vitenskapslovene (spesielt fysikk) ikke blir kansellert, men supplert og utviklet.
N. Bohr formulerte en generell posisjon (1923) som gjenspeiler denne regelmessigheten i utviklingen av vitenskapen: korrespondanseprinsippet, som sier at enhver mer generell lov inkluderer den gamle loven som et spesielt tilfelle; den (gamle) oppnås fra den nye når den overføres til andre verdier av mengdene som definerer den.
Godkjenningen av loven om bevaring av energi - den første loven om termodynamikk - gjorde forsøk på å skape en maskin for evig bevegelse av den første typen en helt håpløs forfølgelse. Og selv om de fremdeles fortsatte, endret hovedtanken til skaperne av perpetuum mobile. Nye versjoner av maskiner for evig bevegelse blir født i full overensstemmelse med termodynamikkens første lov: hvor mye energi kommer inn i en slik motor, nøyaktig samme mengde går ut.
Som du vet kan loven om bevaring av energi formuleres i følgende noe modifiserte form: for alle prosesser med energiomdannelse, må summen av alle typer energi som deltar i denne prosessen forbli uendret. En slik formulering, selv om den ikke tillater muligheten for å skape energi fra ingenting, gir imidlertid en annen måte å realisere en maskin for evig bevegelse, hvis prinsipp vil være basert på den ideelle transformasjonen av en form for energi til en annen.
Det var kjent at arbeid i motorer utføres når et varmt legeme avgir varme til en gass eller damp og damp fungerer, for eksempel ved å flytte et stempel. Imidlertid viste det seg at det ikke var noen måte å få energien fra en kaldere kropp til å bli varmere. Men for å lage en evigvarende maskin er det nødvendig at det samtidig jobbes.
Som et resultat av utviklingen av termodynamikk, basert på verkene til Sadi Carnot, viste Rudolf Clausius at en prosess er umulig der varme spontant vil gå fra kaldere kropper til varmere kropper. Samtidig er ikke bare en direkte overgang umulig - det er også umulig å utføre den ved hjelp av maskiner eller enheter uten at det skjer ytterligere endringer i naturen.
William Thomson (Lord Kelvin) formulerte prinsippet om umuligheten av en maskin for evig bevegelse av den andre typen (1851), siden prosesser er umulige i naturen, og den eneste konsekvensen av dette er mekanisk arbeid utført ved kjøling av et varmebeholder.
Kampanjevideo:
Undersøk spørsmålet om en ny type perpetuum-mobil i begynnelsen av det 20. århundre. studerte den berømte tyske fysikeren og kjemikeren Wilhelm Ostwald. Han kalte den ideelle maskinen, i stand til syklisk og uten tap, konvertere energi fra en form til en annen, han kalte en maskin for evig bevegelse av den andre typen. Som du kan se, selv etter avvisningen av muligheten for å lage en maskin for evig bevegelse av den første typen, forblir problemet med evig bevegelse fortsatt åpent. Imidlertid er evighetsmaskiner av første og andre type allerede vesentlig forskjellige fra hverandre. Hvis funksjonen til den evige bevegelsesmaskinen av den første typen, erklært av forskere som uoppnåelig, besto i kontinuerlig ytelse av nyttig arbeid uten å etterfylle energireserver fra eksterne kilder, var det bare evnen til å transformere energi ideelt som var nødvendig fra den evige bevegelsesmaskinen av den andre typen.
I henhold til den første loven om termodynamikk tilsvarer varme mekanisk energi, uten å motsette det første prinsippet er det fullt mulig å bygge en maskin som tar varme fra et legeme som har temperaturen i den omgivende luften, eller for eksempel tar varme fra vann fra store reservoarer og utfører pga. dette mekaniske arbeidet. Hvis vi konverterer den nå mottatte mekaniske energien tilbake til varme, oppstår en lukket syklus av energiomdannelse, basert på prinsippet om en maskin for evig bevegelse av den andre typen.
Imidlertid blir slike fenomener aldri oppstått i hverdagen. I et varmt rom varmer en flaske melk som blir tatt ut av kjøleskapet, og et glass varm te avkjøles. I tillegg senker en kald væske, når den er oppvarmet, umerkelig lufttemperaturen i rommet, og en varm øker den. Samtidig skjer det aldri at en kald kropp avkjøles av seg selv eller en varm varmes opp. For slik kjøling brukes spesielle kjøleenheter, som imidlertid trenger en konstant tilførsel av energi fra eksterne kilder. Samtidig strider ikke spontan kjøling av en forkjølelse eller oppvarming av en varm kropp i det hele tatt den første loven om termodynamikk. Derfor er det åpenbart at ordlyden i denne loven på en eller annen måte bør avklares og suppleres.
Den andre loven om termodynamikk eliminerer ufullstendigheten av loven om bevaring av energi, som ikke skilte mellom reversible og irreversible prosesser og derved etterlot et illusorisk håp for de som ikke ønsket å tåle umuligheten av å skape en evig mobil. Dette fysiske prinsippet pålegger en begrensning på retningen av prosesser som kan forekomme i termodynamiske systemer. Den andre loven om termodynamikk forbyr de såkalte maskiner for evig bevegelse av den andre typen, noe som viser at effektiviteten ikke kan være lik enhet, siden temperaturen på kjøleskapet ikke kan være lik null for en sirkulær prosess (det er umulig å bygge en lukket syklus som går gjennom et punkt med null temperatur).
Det er flere ekvivalente formuleringer av den andre loven om termodynamikk:
Clausius 'postulat: "En sirkulær prosess er umulig, hvis eneste resultat er overføring av varme fra et mindre oppvarmet legeme til et mer oppvarmet" (denne prosessen kalles Clausius-prosessen).
Thomsons (Kelvins) postulat: "En sirkulær prosess er umulig, hvis eneste resultat vil være produksjon av arbeid ved å kjøle ned varmebeholderen" (denne prosessen kalles Thomson-prosessen).
En annen formulering av termodynamikkens andre lov er basert på begrepet entropi:
"Entropien til et isolert system kan ikke reduseres" (loven om ikke-avtagende entropi). I en tilstand med maksimal entropi er makroskopiske irreversible prosesser (og prosessen med varmeoverføring alltid irreversibel på grunn av Clausius-postulatet) umulige.
Da statistisk termodynamikk ble opprettet, som var basert på molekylære begreper, viste det seg at den andre loven om termodynamikk har en statistisk karakter: den er gyldig for systemets mest sannsynlige oppførsel. Eksistensen av svingninger forhindrer den nøyaktige implementeringen, men sannsynligheten for et betydelig brudd er ekstremt liten. Det vil si at overføring av varme fra en kald kropp til en varmere er mulig, men dette er en ekstremt usannsynlig hendelse. Og i naturen finner de mest sannsynlige hendelsene sted.
Les også "Maskin for evig bevegelse av første slag" og "Maskin for evig bevegelse av tredje slag"
