Um mecanismo inatingível que viola as leis básicas da termodinâmica. Uma máquina que não consome energia e pode funcionar para sempre, viola a primeira lei da termodinâmica, por isso é chamada de "o primeiro tipo de máquina de movimento perpétuo". Na ausência de diferença de temperatura, a máquina que continuamente absorve calor da água do mar ou do ar na natureza e a converte continuamente em energia mecânica viola a segunda lei da termodinâmica, por isso é chamada de "o segundo tipo de máquina de movimento perpétuo".
A ideia de movimento perpétuo se originou na Índia. Por volta de 1200 dC, essa ideia foi passada da índia para o mundo islâmico e passou daqui para o ocidente.
Na Europa, um dos projetos de guerra precoce mais famosos nos primeiros tempos foi proposto por um francês chamado Hennessel no século XIII. Como mostrado na figura: há um eixo giratório no centro da roda, e 12 hastes curtas móveis são montadas na borda da roda, e uma extremidade de cada haste curta é equipada com uma bola de ferro. O projetista do esquema acredita que a bola à direita está mais longe do eixo do que a bola à esquerda, então a bola à direita produz um momento de rotação maior que a bola à esquerda. Desta forma, a roda nunca irá parar de rodar no sentido indicado pela seta e conduzirá a máquina a rodar. Este desenho foi copiado por muitas pessoas em diferentes formas, mas nunca conseguiu uma rotação sem parar.
Uma análise cuidadosa acontecerá. Embora o torque gerado por cada bola à direita seja grande, o número de bolas é pequeno. O torque gerado por cada bola à esquerda é pequeno, mas o número de bolas é grande. Portanto, a roda não continua girando e funciona externamente. Apenas oscila algumas vezes e pára na posição desenhada na figura à direita.
Desde a era gótica, tem havido mais e mais projetos desse tipo. Nos séculos XVII e XVIII, vários esquemas de projeto de movimento perpétuo foram propostos, incluindo o uso de "purificadores de água em espiral", que utilizavam a inércia das rodas, a flutuação ou a ação capilar da água e o uso de repulsão entre os mesmos magnéticos. pólos. do. O tribunal reuniu uma variedade de designers gráficos que tentaram ganhar dinheiro com essa invenção ilusória. Tanto pessoas instruídas quanto não-especializadas acreditam que o movimento perpétuo é possível. Essa tarefa atraiu pesquisadores como uma miragem, mas todos esses programas terminaram em fracasso, sem exceção. Eles estão girando no lugar há muitos anos e não produziram nenhum resultado. Através da prática e experimentação contínua, as pessoas gradualmente percebem que qualquer máquina que consome trabalho no mundo exterior consome energia. Sem consumo de energia, a máquina não pode funcionar. Neste momento, alguns cientistas conhecidos, Stavin e Huygens, começaram a perceber que é impossível fazer uma máquina de movimento perpétuo por métodos mecânicos.
Em meados do século XIX, uma série de cientistas fez grandes contribuições para o entendimento correto da transformação da função térmica e outras formas de movimento material. Logo depois, grandes leis de conservação e transformação de energia foram descobertas. É reconhecido que toda matéria na natureza tem energia. Existem diferentes formas de energia que podem ser transformadas de uma forma para outra, de um objeto para outro, no processo de transformação e transmissão. A soma permanece a mesma. A lei de conservação de conservação de energia fornece uma base científica mais precisa e mais rica para o materialismo dialético. Ele efetivamente atacou as visões idealistas que acreditam que os movimentos materiais podem ser criados e destruídos à vontade, o que quebrou completamente os sonhos perpétuos.
Depois que todas as tentativas de fazer com que o primeiro tipo de movimento perpétuo fracassasse, algumas pessoas sonhavam em fazer outra máquina de movimento perpétuo, na esperança de que isso não violasse a primeira lei da termodinâmica, e que seria econômica e conveniente. Por exemplo, esse motor térmico pode extrair calor diretamente do oceano ou da atmosfera para transformá-lo completamente em trabalho mecânico. Porque a energia do oceano e da atmosfera é inesgotável, esse tipo de motor de calor nunca pode parar de funcionar, e também é uma máquina de movimento perpétuo. Como mostrado à esquerda:
No entanto, baseado em uma grande quantidade de experiência prática, o físico britânico Kelvin propôs um novo princípio universal em 1851: é impossível para a matéria extrair calor de uma única fonte de calor, tornando-a completamente útil e sem outros efeitos. Dessa forma, a ideia do segundo tipo de movimento perpétuo também está falida.
A ideia de movimento perpétuo durou centenas de anos na história humana. A refutação deste mito não é apenas conducente à correta compreensão da ciência pelas pessoas, mas também à correta compreensão do mundo pelas pessoas.
A energia não pode ser produzida do nada, nem desaparece do ar. Só pode ser transformado de uma forma para outra ou de um objeto para outro. A soma de energia no processo de transformação e transferência é constante. Esta é a lei da conservação de energia. A máquina de movimento perpétuo de classe não pode ser feita
A transformação e transferência de energia é direcional, assim como o calor pode se transferir espontaneamente de um objeto quente para um objeto frio, mas não pode ser transferido espontaneamente de um objeto frio para um objeto quente sem causar outras alterações. É também a aniquilação do sonho de fazer um movimento perpétuo que não pode ser feito.
O termo máquina de movimento perpétuo não é muito apropriado. Tal como um volante, uma vez que o movimento começa, se não houver resistência à fricção, pode continuar a exercer por um longo tempo, o que é difícil de conseguir na prática, mas faz sentido na verdade, pode ser considerado como um limite prático situação. A chamada máquina de movimento perpétuo não se refere a esta situação. Não está tentando manter um movimento eterno. Em vez disso, espera continuar a obter trabalho útil sem fornecimento externo de energia, isto é, sem consumir combustível e energia. Se esse tipo de máquina de movimento perpétuo pode realmente ser feito, então você pode obter energia ilimitada sem qualquer energia natural. Quando as pessoas não dominam as leis básicas da natureza, essa ideia tem atraído muitas pessoas com talentos criativos notáveis. Eles dedicaram muita sabedoria e trabalho à realização deste sonho. No entanto, nenhuma máquina de movimento perpétuo foi realmente fabricada, e nenhum projeto de uma máquina de movimento perpétuo pode estar sujeito a revisão científica.
Um antigo desenho famoso de uma máquina de movimento perpétuo foi proposto pelo francês Hennessel no século XIII. O dispositivo projetado por Henneke não era chamado de máquina de movimento perpétuo na época, mas era chamado de "roda mágica" de acordo com sua natureza particularmente atraente. Ele montou 12 hastes curtas ativas equidistantemente na borda de uma roda com uma bola pesada em cada extremidade. Independentemente de onde a roda é girada, as bolas pesadas individuais à direita estão sempre mais distantes do eixo do que as bolas pesadas à esquerda. Henneke prevê que o maior efeito no lado direito, especialmente se a bola pesada no passado atua a uma certa distância do eixo, forçará a roda a rodar na direção indicada pela seta, pelo menos até o eixo. Quando está desgastado. No entanto, na verdade, a roda parou depois de uma ou duas voltas.
Mais tarde, o Leonardo da Vinci (1452-1519) da Itália renascentista também fez um dispositivo semelhante. Ele projetou que a bola pesada do lado direito fica mais distante do centro da roda do que a bola pesada do lado esquerdo. Sob o efeito desequilibrado de ambos os lados, a roda girará na direção da seta, mas o resultado experimental será negativo. Da Vinci conclui que o movimento perpétuo é impossível.
De fato, a partir do princípio do equilíbrio de alavancagem, nos dois projetos acima, embora o peso de cada peso aplicado à roda no lado direito seja grande, o número de pesos é pequeno. Cálculos precisos podem provar que sempre haverá uma posição adequada, de modo que as rotações (torques) na direção oposta dos pesos aplicados às rodas nos lados esquerdo e direito sejam exatamente iguais, cancelem-se mutuamente e as rodas alcancem equilíbrio e ficar parado.
A diferença na água corrente pode impulsionar a turbina para fornecer energia externa. Podemos projetar a máquina de movimento perpétuo com água corrente? Na década de 1670, um mecânico italiano, Ster, propôs um projeto para uma máquina de movimento perpétuo. Ele projetou que a água que flui do tanque superior impactaria a roda d'água para girar, e a roda d'água acionaria o moinho de água para girar e, em seguida, acionaria o decantador espiral através de um conjunto de engrenagens para elevar a água no reservatório até a tanque superior. Ele pensou que todo o dispositivo poderia ser mantido funcionando assim e efetivamente fazendo trabalho externamente. De fato, a água que flui de volta para a pia está ficando cada vez menor, e logo a água na pia deságua no reservatório abaixo, e a turbina para de girar.
A flutuabilidade também é um bom ajudante para projetar o movimento perpétuo. É um famoso design de movimento perpétuo de flutuabilidade. Uma série de bolas, enroladas nas rodas superiores e inferiores, pode ser girada como uma corrente. Algumas das bolas à direita são colocadas em um recipiente cheio de água. O projetista acredita que, se não houver recipiente de água no lado direito, o número de bolas nos lados esquerdo e direito é igual e a corrente será balanceada. No entanto, agora as bolas à direita estão imersas na água, e quando estão sujeitas à flutuação da água, elas serão empurradas para cima pela água, o que levará a bola toda em torno das rodas superior e inferior. Há uma bola acima da superfície da água. Abaixo, há uma bola que passa pelo fundo do recipiente e é adicionada.
Tal máquina de movimento perpétuo não foi feita. É porque a bola abaixo pode passar pelo fundo do recipiente sem deixar a água vazar? É tecnicamente difícil de fabricar? Dificuldades técnicas não são o principal problema, o principal problema ainda está no princípio do design. Quando a esfera inferior passa pelo fundo do recipiente, esta é submetida à mesma pressão que o fundo do recipiente e, por estar na parte mais baixa da água, está sujeita a uma grande pressão. Esta pressão descendente irá compensar a flutuabilidade das bolas acima, e o motivo da água não se moverá para sempre.
Além disso, vários tipos de esquemas de projeto de movimento perpétuo que utilizam a inércia da roda, a ação capilar do tubo fino e a força eletromagnética para obter potência efetiva foram propostos, mas todos falharam sem exceção. De fato, em todo projeto de movimento perpétuo, sempre podemos encontrar uma posição de equilíbrio, na qual cada força apenas se compara e não tem mais nenhuma força motriz para fazê-la se mover. Todas as máquinas de movimento perpétuo inevitavelmente descansarão nessa posição de equilíbrio e se tornarão não motivadas.
O infindável fluxo de esquemas de projeto de movimento perpétuo fracassou no rigoroso exame da ciência e no implacável teste da prática. Em 1775, a Academia Francesa de Ciências anunciou que "a Academia de Ciências não revisará todos os projetos de máquinas de movimento perpétuo no futuro". Isso mostra que, na comunidade científica da época, foi reconhecido pela experiência de longo prazo que a tentativa de criar uma máquina de movimento perpétuo não tem nenhuma esperança de sucesso.
O fracasso de vários esquemas de projeto de movimento perpétuo e o estouro do sonho de criar uma máquina de movimento perpétuo é um grande golpe para todos que estão procurando por um movimento perpétuo. No entanto, refletindo sobre o fracasso deste processo exploratório, ele inspira a humanidade do lado oposto. Alguns cientistas começaram a pensar a partir desta conclusão negativa e levantar a questão de saber se uma máquina de movimento perpétuo não pode ser feita, ou se existe uma lei na natureza. Torna impossível para nós ganhar energia do nada! Isto é, existe uma certa relação de transformação entre várias energias na natureza. Pensar nessa área é uma das pistas para o estabelecimento de princípios de transformação e conservação de energia. O famoso físico e fisiologista alemão H. Helmholtz (1821-1894) começou a estudar o princípio da conversão e conservação de energia a partir do fato de que o movimento perpétuo não poderia ser realizado. Ele escreveu em seu artigo: "Em vista do fracasso de experimentos anteriores, as pessoas ... já não perguntam 'como posso usar a relação conhecida e desconhecida entre várias forças naturais para criar um movimento eterno', mas perguntam 'Se o movimento eterno é impossível, que tipo de relação deve haver entre várias forças naturais? '"
Em meados do século XIX, os princípios de conversão e conservação de energia foram amplamente reconhecidos pela comunidade científica. Este princípio indica que toda matéria na natureza tem energia, correspondendo a diferentes formas de movimento, e a energia tem diferentes formas, tais como energia cinética e energia potencial de movimento mecânico, energia interna de movimento térmico, energia eletromagnética de movimento eletromagnético e química. movimento. Pode esperar, eles são representados por parâmetros de estado específicos de várias formas de esportes. Quando a forma de movimento muda ou a quantidade de movimento muda, a energia também é transformada de uma forma para outra, de um sistema para outro; a energia total é constante ao longo da transformação e transmissão.
Há outra fantasia maravilhosa que não viola os princípios de conversão e conservação de energia. Se a energia térmica no ar ou na água do mar pode ser transformada no trabalho mecânico que precisamos através de uma máquina inteligente, ela pode ser uma fonte inesgotável de energia. A ideia de inventar tal máquina é muito mais inteligente do que a ideia de gerar energia a partir do nada. Se esse tipo de máquina puder ser inventado, há outra vantagem. Por um lado, podemos extrair a energia térmica em uma coisa e fazê-la, e ao mesmo tempo reduzir a temperatura de tais coisas. Desta forma, podemos instalar algumas enormes fábricas no oceano, usando a energia térmica na água do mar para realizar vários tipos de trabalho, como usá-lo para gerar eletricidade. Um navio pode usar o calor na água do mar sem queimar carvão ou queimar óleo. Não é bom poder navegar pelo mundo! Isso pode ser chamado de um segundo tipo de máquina de movimento perpétuo, e é impossível alcançá-lo porque é contrário à segunda lei da termodinâmica.
A segunda lei da termodinâmica é uma lei objetiva que foi provada por inúmeras vezes de prática. Pode ser expresso como: "É impossível extrair calor de uma única fonte de calor e transformá-lo em trabalho útil sem qualquer outra influência". Ou seja, o motor térmico não pode ter 100% de eficiência, ele deve ser retirado da alta temperatura. Enquanto parte do calor absorvido pela fonte de calor se torna útil, outra parte do calor é colocada na fonte de calor a baixa temperatura.
Perseguir a experiência do fracasso do movimento perpétuo pode nos dar duas inspirações: primeiro, a experiência do fracasso também tem valor positivo na pesquisa científica. O fracasso de vários esquemas de projeto de movimento perpétuo despertou a reflexão das pessoas e inspirou a ideia de transformação e conservação de energia. É uma das pistas para estabelecer o princípio da transformação e conservação de energia; em segundo lugar, deve basear-se em leis científicas. As pessoas que buscam o movimento perpétuo na história não são porque não têm um bom desejo, nem porque carecem do espírito de estudo diligente, mas porque estão fazendo um trabalho que viola as leis objetivas. Antes que as pessoas possam entender as leis de transmissão e transformação de energia, só podemos lamentar o fracasso daqueles que buscam o movimento perpétuo. No entanto, se alguém projeta um movimento perpétuo hoje, ele é estúpido. Aqueles que violarem as leis da ciência nunca terão sucesso.
Nenhuma forma de máquina de movimento perpétuo existe. O princípio da geração de energia de imã permanente é a linha magnética de corte de fio. O corte da linha magnética no campo magnético está sujeito à reação do campo magnético, por isso é necessário continuar a alimentar a ação de corte do fio. Simplificando, no gerador, é o processo de converter energia cinética em energia elétrica. A única diferença é quem fornece a energia cinética. Para usinas hidrelétricas, diz-se que a energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética; em usinas térmicas, a energia química do carvão é convertida em energia térmica, e então transformada em energia cinética através da transformação de fase da água.
