Stroj za večno gibanje že več stoletij preganjajo znanstveniki in inženirji. Kljub temu se zdi ideja o ustvarjanju naprave, ki bo nenehno delovala brez zapravljanja energije, zelo mamljiva. Znanstveniki pravijo, ali ga je realno ustvariti.

Kaj je stroj za večno gibanje?

Stroj za večno gibanje ali Perpetuum Mobile je namišljena naprava. Nekateri menijo, da je teoretično mogoče ustvariti stroj, ki bo deloval neskončno, ne da bi porabil energijske vire. Hkrati so se znanstveniki postopoma razočarali nad to idejo in spoznali, da bi bilo bolje zavrniti poskuse ustvarjanja take naprave, ker so nesmiselni. Nemožnost ustvarjanja trajnega motorja je postavljena kot prvi zakon termodinamike. Toda doslej je ideja o večnem gibalnem stroju zelo zanimiva.

Idealen stroj za večno gibanje bi moral delovati do konca velike zamrznitve. Zagovorniki te teorije verjamejo, da se bo vesolje do konca časa širilo z zelo gladkim pospeškom. Ta proces se imenuje Big Freeze in ko bo končan, bo vsega konec. Kdaj se bo to zgodilo, ni natančno znano, imamo pa še približno 100 bilijonov let. Torej, večni motor mora delovati vsaj toliko časa, da ga lahko štejemo za pravi stroj za večno gibanje.

Kaj so stroji za večno gibanje?

Perpetuum Mobile je razdeljen na motorje tipa I in tipa II. Motorji prve vrste bi lahko delovali brez goriva - in na splošno brez stroškov energije, ki nastanejo na primer, ko se deli mehanizma drgnejo drug o drugega. Motorji druge vrste bi lahko črpali toploto iz hladnejših okoliških teles in to energijo uporabljali pri delu.

Na internetu je veliko projektov, ki trdijo, da delajo na oblikovanju večnega motorja. Če pa natančno preučite te projekte, postane jasno, da so vsi zelo daleč od ideje o večnem gibalnem stroju. Če pa nekomu uspe narediti takšno napravo, bodo posledice ogromne. Verjame se, da bomo prejeli večni vir energije brez energije.

Na žalost je po temeljnih fizikalnih zakonih našega vesolja ustvarjanje večnega motorja nemogoče.

Zakaj ni mogoče ustvariti večnega motorja?

Verjetno je veliko ljudi, ki bodo rekli "nikoli ne reci nikoli, še posebej, ko gre za znanost". Do neke mere je to res. Če pa se izkaže, da je mogoče ustvariti stroj za večno gibanje, se bo obrnila fizika, kakršno poznamo. Izkazalo se je, da smo so se motili pri vsem in nobeno od naših prejšnjih opažanj nima nobenega smisla.

Prvi zakon termodinamike je zakon ohranjanja energije. Po tem zakonu energije ni mogoče ustvariti ali uničiti - preprosto prehaja iz ene oblike v drugo. Da bi mehanizem ostal v stalnem gibanju, mora uporabljena energija ostati v tem mehanizmu brez izgube. Zato je ustvarjanje večnega motorja nemogoče.

Za izdelavo prvega večnega motorja moramo izpolniti več pogojev:

1. Stroj ne sme imeti nobenih "drgnjenih" delov, gibljivi deli se ne smejo dotikati drugih delov, sicer bo med njimi nastalo trenje. To trenje bo sčasoma povzročilo izgubo energije stroja. Ko pridejo deli v stik, nastane toplota in prav ta toplota je energija, ki jo stroj izgubi. Rekli boste, da morate napravo narediti z gladko površino, da ne pride do trenja. Toda to je nemogoče, saj ni popolnoma gladkih predmetov.
2. Stroj mora delovati v vakuumu, brez zraka. To temelji na prvem pogoju. Če stroj uporabljate kjer koli, bo zaradi trenja med gibljivimi deli in zrakom izgubil energijo. Čeprav je izguba energije zaradi zračnega trenja zelo majhna, je to resen problem za večno gibanje. Če pride do minimalne izgube energije, se bo stroj začel ustaviti in se zaradi teh izgub popolnoma ustavil, tudi če traja zelo dolgo.
3. Naprava ne sme oddajati zvokov. Zvok je tudi oblika energije in če stroj odda kakšen zvok, to pomeni, da tudi izgublja energijo.

Motorji druge vrste, ki uporabljajo toploto okoliških teles, niso v nasprotju z zakonom ohranjanja energije. Vendar so te zvite konstrukcije nemočne proti drugemu zakonu termodinamike: v zaprtem sistemu je spontani prehod toplote iz hladnejših v vroča telesa nemogoč. To zahteva neke vrste posrednika. In za delo mediatorja je potrebna energija iz zunanjega vira. Tudi v naravi ni resnično zamenljivega

Najpomembneje pa je, da se ustvarjanje večnega motorja lahko izkaže za nesmiselnega. Ljudje pričakujejo, da bomo v primeru izdelave takšne naprave prejeli brezplačen vir energije. A je res? Pravzaprav bomo prejeli točno toliko energije, kot jo pošljemo v ta motor. Spomnimo se, da po zakonih fizike, ki še niso ovrženi, energije ni mogoče ustvariti iz nič, le preoblikovati jo je mogoče. Tako se je izkazalo, da je večni motor neuporabna naprava.

POLNA TERMODINAMIČNA PREVERJAVA JE MOŽNA SAMO
V PRETVARATELJIH DRUGEGA VRSTA!
Ne obstaja večni motor, to je moje trdno prepričanje. Toda prepovedi pretvorbe energije z izkoristkom blizu 100%ni, vsaj na sedanji ravni to še ni dokazano. V prid zgoraj navedenemu govorijo praktično doseženi rezultati pretvorbe mehanske energije v mehansko ali elektromehanske pretvorbe. Učinkovitost, dosežena pri njih, je danes 97-98%, bi morala že zdavnaj opozoriti sodobne znanstvenike in jih prepričati v manjvrednost termodinamičnih transformacij, ki jih je razglasil Carnot. Patetičen poskus znanstveno utemeljitve nastale nizke učinkovitosti, tako imenovanih toplotnih motorjev, s kaloričnim Carnotom, je v svojem bistvu neznanstven. Poleg tega Carnot pri opisovanju svojega slavnega cikla priznava več zaključkov, ki so v nasprotju z njim samim in v nasprotju s sklepi zdrave pameti. Ali je lahko razlog za nizko učinkovitost pri pretvorbi termodinamične energije v nepopolnosti izbrane metode? Konec koncev je bilo neko obdobje, na primer, ko so žarnice z žarilno nitko veljale za mejo popolnosti, zdaj pa, ko smo malo razumeli fiziko pretvarjanja kemične, električne, elektromagnetne energije v električno magnetno sevanje vidnega ( in ne samo) pojavili so se spekter, laserji, LED in žarnice z žarilno nitko so že postale popoln zanič na svojem področju. Morda bi morali vsaj dvomiti v vsemogočnost termodinamike? Dejansko je človeštvo do zdaj praktično uporabljalo samo eno samo metodo, metodo razlike tlaka. Uporablja se v vseh motorjih, od lokomotive do rakete, kot dokaz povedanega pa lahko dvomim, da dovod navadnega stisnjenega zraka v delovne komore vseh znanih motorjev s parametri tlaka delovne tekočine , in bodo delovali. A nikar ne prehitevajmo, poglejmo vse po vrsti. Danes imamo tri glavne razlage drugega zakona termodinamike:
1. Ni mogoč proces, pri katerem bi toplota spontano prešla iz hladnejših teles v bolj ogreta telesa. R. Clausius (1850)
2. Nemogoče je zgraditi periodično delujoč stroj, katerega vsa dejavnost bi se zmanjšala na izvedbo mehanskega dela in ustrezno hlajenje rezervoarja toplote. W. Thompson (Kelvin) (1851).
3. Entropija kot funkcija motnje se lahko v zaprtih sistemih le poveča.

1. Razmislite o prvi formulaciji. Začnimo s pojmom "toplina", kot ga vidimo kot samostalnik, z jasno spremljajočimi lastnostmi materiala, kot je razumel in zapuščal Carnot. S takšno zapuščino se premikamo v tretje tisočletje ???
Atomsko-molekularna struktura snovi je splošno priznana. Molekularno kinetična teorija je bila razvita in spoštovana. MKT pojasnjuje toplotne pojave kot manifestacijo kinetične energije kaotičnega gibanja molekul. NI kalorij, toplote, toplote. Tudi zunaj molekul ni toplotne energije. Kinetična energija molekul je merilo gibanja molekul. Molekule same in njihovo gibanje so materialne. Prav materialnost toplote, toplote, ki jo je razglasil Carnot, zahteva določanje smeri njenega gibanja. V MCT se prevladujoča energija molekul z visokotemperaturnih območij razteza na nizkotemperaturna območja vesolja. Izmenjava toplote ne obstaja, prav tako toplota. Namen mojih izjav ni jasen? Zrak iz poškodovane notranjosti vozila se bo spontano razširil v okolico, vendar notranjosti vozila ni mogoče spontano napihniti z zunanjim zrakom. In ne kakršne koli "pnevmatske izmenjave". To je nesporno, to je "brez mozga". Upoštevajte, brez "drugega načela pnevmatike" in vse zato, ker nismo bili zamegljeni z "materialnim pneumoridom", ampak glede na fiziko pojava tlaka plina brez idealističnega popačenja.
Prevladujoča energija molekul območja vesolja se širi, razprši v območju njegove relativne pomanjkljivosti. V nobenem primeru NE izmenjave toplote! Regije s pomanjkanjem nimajo kaj dati, sprejemajo presežek energije molekul, ki se širijo iz regij s prevladujočo energijo. Ko ugotovimo, da ni toplote, ni izmenjave toplote, bo neučinkovitost te formulacije drugega načela postala očitna. Najpomembneje pa je, da se bomo šele od tega trenutka osvobodili termogene dediščine termodinamike, materialnosti toplote.
To ne zahteva poznavanja "visokih zadev", le dosledno morate razumeti vse tako, da enkrat za vselej primerjate vse argumente in se nikoli ne vrnete k prej zavrnjenemu. Tako kot so na primer storili z geocentričnim modelom vesolja. Imamo pa nekaj takega: "zemlja na treh kitih je neumnost: to je vesolje s svojimi galaksijami, ravno na treh kitih."
Povzetek tega sklepanja: navedeno formulacijo drugega načela so dali termoregulatorji za izhod iz slepe ulice, kjer jih je vodila materialnost toplote in toplote. Za MKT je to "peto kolo" in ne potrebujete nič drugega kot zgoraj opisani zakon pnevmatike.

2. Druga formulacija velja za analog prve. Naj se ne strinjam. Dejstvo, da bi kršitev "predvidene smeri gibanja toplote" omogočilo ustvarjanje visokega tlaka. druga vrsta je logična. Toda na podlagi česa trdimo, da če ta postulat ni kršen, potem v.d. druge vrste ni mogoče ustvariti, zame osebno je velika skrivnost. Recimo, da v postulatih in Carnotovem ciklu ugotavljamo nemožnost popolne preobrazbe. Pojdimo čez vrstice opisa Karnotovega cikla s kazalcem. Majhna avtorjeva razlaga, kljub temu, da načeloma ne sprejemam kaloričnih, toplih materialnih pozicij, namreč celoten opis je sestavljen iz njih, kljub temu vzamem izvirno predstavitev brez kakršnih koli sprememb.
"Carnot je cikel, reverzibilen krožni proces, pri katerem se toplota pretvori v delo (ali delo v toploto)."
Toplota ni materialna, zato predlagam, da se pogovorite o naslednjem. Termodinamična pretvorba energije je proces pretvorbe kinetične energije molekul delovne tekočine (RT) v kinetično energijo gibljivih delov stroja ali obratno.
"R.T. je zaporedno v toplotnem stiku z dvema hranilnikoma toplote (s konstantnimi temperaturami) - grelnikom (s temperaturo T1) in hladilnikom (s temperaturo T 2< T1). Превращение теплоты в работу сопровождается переносом рабочим телом определённого кол-ва теплоты от нагревателя к холодильнику."
Nikjer se nič ne prenese, niti termični kontakti niti temperaturne razlike niso potrebne. Za izvedbo termodinamične transformacije takoj označimo prvo vrsto, t.j. njegova edina vrsta, ki se uporablja v vseh zdaj znanih, tako imenovanih toplotnih motorjih, je predpogoj prisotnost diferenčnega tlaka r.t. med delovnim območjem in območjem izpusta RT. Zadostni pogoji so: a) padec tlaka mora ustrezati nastali rezultati, katere vrednost mora biti večja ali enaka velikosti nasprotnih sil upora, vključno z odstranjeno silo; b) telo, ki prejema energijo (bat, rotor turbine ali masa same rakete), mora biti v gibanju. Vse je!
Ugovarjate, kako? Motor je termičen. Prvič, iz zgoraj navedenega izhaja, da je predvsem pnevmatski. Ogrevanje RT. se uporablja samo za ustvarjanje prevladujočega RT pritiska. in je najučinkovitejša metoda za njegovo ustvarjanje. Predloži namesto r.t. stisnjen zrak in kateri koli znani "toplotni stroj" bo deloval. Dekompresija bo ustavila vsak "toplotni stroj". Je kdo poskušal analizirati to dejstvo? Če je v valju z batom, r.t. bo imel tlak 1 atm, potem se bat ne bo premikal v izmetalnem okolju s tlakom 1 atm, tudi če je temperatura Hg. v njem bo več kot 15.000. In obratno, če je temperatura v valju enaka temperaturi ozračja, toda Hg je enak temperaturi ozračja. izpolnjuje formulirane potrebne in zadostne pogoje, potem se bo bat premaknil naprej in postopek itd. pride do preobratov. Ta sklep na splošno izhaja iz osnovne formule sil, ki delujejo na bat, s strani r.t. in s strani ozračja: F = Fr.t. - Fatm. = Pm.t. * Spiston - Patm. * S bat = Spiston (Pr.t. -Patm.).
Kje vidite neposredno odvisnost sil od temperature?
Preidimo na ogled samega cikla:
"RT (na primer para v jeklenki pod batom) pri temperaturi T1 pride v stik z grelcem in izotermično od njega prejme količino toplote δQ1 (medtem ko se para širi in opravlja delo), to ustreza segmentu izoterme AB. "
Ste pozabili temperaturo tega grelnika? Vrni se gor - T1, je. In kako boste prenašali toploto iz grelnika s temperaturo T1 v delovni medij s T1? Ne morem si pomagati, da ne bi naredil "lirične digresije", ker mi pogosto očitajo nespoštljiv odnos do Carnota, zato želim razjasniti to vprašanje. Je to predlog človeka s planeta Niberu? Zemljanom, ki priznavajo tak postopek, predlagam, da z kotličkom vode s temperaturo 1000C vstopijo v savno s temperaturo 1000C. Takoj, ko zavre, pokličite, prišel bom z 1 * 106 dolarjev, na svečano predstavitev. Rad bi videl, v živo, pri zemljanu, ki ogreva njegov dom s T = 200, radiatorje s T = 200, pokličite, prosim. Mimogrede, ne pozabite, da so proces te kvazistatične izotermične transformacije uporabili svetila znanosti v motorjih! Ste pozabili, koliko vrtljajev motorji naredijo na sekundo? Opominjam vas, da si ustvarite zaupanje v izbiro kvazistatičnih procesov in opišete njihovo delovanje. A to še ni vse, le zdrava pamet. Res je še huje, Karno ...

Hitrost, s katero človeštvo pretvarja vse druge oblike energije v toploto, že ogroža obstoj civilizacije. "Toplotna smrt" v bližnji prihodnosti zaradi vedno večje porabe energije s poznejšim odvajanjem v obliki toplote se že zdi neizogibna, če se ohranijo sedanje stopnje gospodarskega razvoja. Če pa jih poskuša človeštvo upočasniti, bo to v nasprotju z evolucijskimi zakoni in bo še vedno propadlo.

Ali obstaja izhod? Možno je, da še ni viden zgolj zaradi napačnega razumevanja enega fizikalnega načela. Pretvarjanje porabe energije v cikel energije bi načeloma omogočilo povečanje njene intenzivnosti, ne da bi pri tem motilo ravnovesje z okoljem. To dokazujejo izkušnje organskega sveta, ki je tisočletja, ko je masa biosfere ostala bolj ali manj konstantna, med svojim razvojem močno povečal letno porabo snovi in ​​energije. Dandanes so mase snovi, ki jih letno preidemo skozi sebe, primerljive z maso zemeljske skorje in jo po nekaterih ocenah presegajo.

Večni motor druge vrste je nemogoč?

Ker se skoraj vsa energija, ki jo porabimo, prej ali slej razprši v obliki toplote, zaradi česar nam grozi "toplotna smrt", bo moral energetski krog biti v obliki toplotnega cikla. Z drugimi besedami, naučiti se moramo zbirati razpršeno toploto, da bomo njeno energijo vedno znova uporabljali.

Za idealen toplotni stroj velja, da ga je leta 1824 teoretsko razvil francoski fizik Sadi Carnot (Nicolas Léonard Sadi Carnot, 1796-1832). Njegova idealnost je v tem, da bo učinkovitost (učinkovitost) katerega koli drugega stroja, ki uporablja isti hladilnik in grelec, manjša od učinkovitosti stroja, ki ga je izumil. In dejstvo, da se učinkovitost njegovega stroja razlikuje od enotnosti, izhaja že iz samega dejstva, da ima hladilnik: ko je prejel določeno energijo iz grelnika (na primer v obliki toplote pri zgorevanju goriva), delovna tekočina (v idealen stroj, seveda, to je idealen plin), pri opravljanju koristnega dela je popolnoma neuporabno, da se del svoje energije v obliki toplote odreče hladilniku.

Danes se za zbiranje razpršene toplote uporabljajo klasične elektrarne (s hladilnikom) - geo- in hidrotermalne elektrarne ter toplotne črpalke z izkoristkom, nižjim od Carnotovega.

Seveda je uporaba razpršene toplote možna le zato, ker se medij segreva neenakomerno, torej s temperaturnimi padci, ki jih uporabljajo toplotni stroji za zbiranje toplote. Ker so velikosti teh razlik majhne, ​​se učinkovitost klasičnih toplotnih motorjev zmanjša na izredno nizke vrednosti. Zato lahko kroženje toplote v elektroenergetiki postane resnično šele, ko temelji na elektrarnah brez hladilnika, katerih učinkovitost ne bi bila omejena z učinkovitostjo Carnota.

Takšne elektrarne se imenujejo večni motorji druge vrste. Na splošno velja, da jih prepoveduje drugi zakon termodinamike. Vendar nas grožnja s "toplotno smrtjo" prisili, da argumente v njihovo obrambo obravnavamo čim bolj ugodno.

Razmere niso brezupne. Ne more biti tako, da so milijoni in milijarde let evolucijski zakoni spodbujali organski svet, nato pa se je človeštvo razvijalo v določeni smeri (v smeri povečanja porabe snovi in ​​energije), potem pa bi ta razvoj nenadoma naletel na fizikalni zakon, ki bi onemogočal kroženje toplote, bi človeštvo usodil na smrt. Zakoni evolucije in fizike so po mojem mnenju vključeni v enoten in dosleden niz naravnih zakonov. Če je temu res tako, bi morala biti prepoved druge vrste trajnih motorjev druge vrste nevzdržna.

Napake klasike

Če pri isti temperaturi zmešate kisik z vodikom, povečanje entropije ne bo povezano s prenosom toplote. Ko se hladni vodik pomeša z vročim kisikom, se bo entropija povečala zaradi izenačitve temperature in zaradi preprostega mešanja (difuzija). Težava je v tem, da lahko pod določenimi pogoji povečanje skupne entropije spremlja zmanjšanje enega od izrazov - na primer toplotnega.

V splošnem velja zakon povečanja celotne entropije, »zakon« povečanja toplotne entropije pa ne velja. Ker se lahko toplotna entropija na ta način zmanjša, lahko pride do preoblikovanja toplote v druge oblike energije z zmanjšanjem toplotne entropije, če raste le skupna. To pomeni, da je pretvorba toplote v druge oblike energije lahko popolna, torej lahko pride brez toplotne kompenzacije.

Nujnost hladilnika za kateri koli toplotni stroj je danes razložena s potrebo po zagotavljanju povečanja toplotne entropije. Razveljavitev "zakona" njegovega povečanja onemogoča prepoved uporabe večnih motorjev druge vrste, kar odpira pot ustvarjanju energije, zgrajene na toplotnem ciklu.

O projektih trajnih motorjev druge vrste

Danes je na desetine takšnih projektov. Vendar pa so vsi brez razlikovanja in a priori razglašeni v nasprotju z drugim zakonom termodinamike in zato nevredni kritične analize. Zaradi tega so njihovi avtorji prisiljeni "kuhati" v svojem okolju, kar jim seveda odvzame možnost, da postanejo predmet racionalne kritike in zmanjša znanstveno raven njihovih besedil, pogosto na nesprejemljivo nizko raven. Tu je zelo težko ločiti plevo od rži. Govoril bom le o enem takem projektu, katerega ideja se mi zdi precej vredna razprave.

Namestimo zožujočo cev proti vetru v ozračje, zrak v katerem se bo iz "geometrijskih" razlogov pospešil, na primer zrak v razpoki med skalami ali v ozkem prehodu med hišami. Takšen tok v približku idealnega plina opisuje Bernoullijeva enačba, znana v dveh osnovnih oblikah. Po prvem pospeševanje plina vzdolž toka spremlja znižanje njegovega tlaka, po drugem padec temperature. Prvi učinek zagotavlja dvig krila, drugi pa se lahko predvidoma postavi v podnožje večnega motorja druge vrste.

Dejansko hlajenje toka plina pomeni zmanjšanje količine toplote, ki jo vsebuje, pospešek pa povečanje njegove kinetične energije. Toplotna energija se neposredno pretvori v kinetično energijo, hladilnika ni. Hlajenje pretoka plina se pojavi z zmanjšanjem njegove toplotne entropije, kar se kompenzira s povečanjem netermalne entropije, povezane z zmanjšanjem tlaka.

Konvergentna cev je lahko opremljena s turbino, ki jo spremeni v elektrarno. Ruski izumitelji Mihail Andrejevič Egorov, Igor Sergejevič Orlov in Emmanuil Avraamovič Sobol so prejeli patent za tovrstno "vetrno elektrarno". Njihova namestitev izgleda na risbah kot bomba s trebuščkom, obešena vzdolž zračnega toka in jo sprejme v obročasto luknjo.

Bralnik, ki ima potrebno eksperimentalno podlago (ki je avtor nima), lahko sam poskusno postavi Experiment crucis, tako da na primer za konstrukcijo stožčaste cevi namesti film za rastlinjake, pritrjen na žični okvir.

Zdi se mi, da je mogoče napravo Egorov-Orlov-Sobol prilagoditi vodnemu okolju, kjer ima lahko večjo moč, saj enota prostornine kopenskih vodnih teles vsebuje bistveno več toplote kot enota prostornine ozračja.

Toda bistvo sploh ni, ali ta konstrukt deluje. Moja naloga ni predstaviti projekte vesoljskih motorjev druge vrste, ki bi jih lahko takoj dali v proizvodnjo. Poskušam samo obrniti vztrajen negativni odnos Big Science do same ideje takšnih motorjev.

Novice o partnerjih

Perpetualni stroj druge vrste.

Kot veste, lahko zakon ohranjanja energije oblikujemo v naslednji nekoliko spremenjeni obliki: pri vseh procesih pretvorbe energije mora vsota vseh vrst energije, ki sodelujejo v tem procesu, ostati nespremenjena... Taka formulacija, čeprav ne dopušča možnosti ustvarjanja energije iz nič, pa odpira še en način uresničevanja večnega gibalnega stroja, katerega načelo delovanja bi temeljilo na idealni transformaciji ene oblike energije v drugo . Zato lahko predlagamo na primer naslednji delovni cikel: v parnem stroju (turbina, motor z notranjim zgorevanjem ali kakšen drug toplotni stroj) porabimo določeno količino toplote za opravljanje določenega mehanskega dela; nadalje se pridobljena mehanska energija spet pretvori v toploto, z njo segreje paro in jo poganja parni stroj (turbina) itd. Jasno je, da se tak cikel pretvorbe energije lahko neskončno ponavlja: navsezadnje se energija danega sistema s časom ne povečuje ali zmanjšuje.

Raziskovanje vprašanja te vrste perpetuum mobile v začetku 20. stoletja. znameniti nemški fizik-kemik je podrobno preučeval Wilhelm Ostwald ... Zgoraj opisani idealni stroj, ki lahko ciklično in brez izgub pretvarja energijo iz ene oblike v drugo, je imenoval perpetuum mobile druge vrste. Res je, kot že ime pove, da je problem nenehnega gibanja še vedno odprt tudi potem, ko je bila zavrnjena možnost ustvarjanja večnega mobilnega telefona prve vrste. V tem primeru pa se obe vrsti trajnih strojev med seboj močno razlikujeta. Medtem ko je bila funkcija večnega mobilnega telefona prve vrste, ki so ga znanstveniki razglasili za neizvedljivo, neprekinjeno opravljati koristno delo, ne da bi dopolnjevali zaloge energije iz zunanjih virov, se je namen večnega motorja druge vrste zdel popolnoma drugačen - ta stroj zahtevala je le sposobnost idealnega preoblikovanja energije.

V zvezi z razpravo o vprašanju večnega motorja druge vrste je bilo spet v središču razprave delovanje zakona ohranjanja energije. Iz tečaja fizike je znano, da je ta zakon, ki se uporablja za toplotne procese, vsebina prvega zakona termodinamike. Dejansko prvo načelo potrjuje enakovrednost toplotne in mehanske energije, vendar ne pove ničesar o smeri, v kateri bi morali potekati procesi pretvorbe energije. Ne glede na to, ali vržemo kamen s pečine v brezno ali med eksplozijo pretvorimo zalogo kemične energije, nakopičene v eksplozivu, v mehansko energijo, svetlobo in toploto, ali kurimo gorivo za ogrevanje svojih domov - vse to so naravne spremembe v obliki energija. Toda hkrati zakon ohranjanja energije ne prepoveduje poteka katerega koli od teh procesov v nasprotni smeri, kar je očitno v nasprotju z našimi praktičnimi izkušnjami. Tako nas nekritična uporaba tega zakona vodi do absurdnih zaključkov.

Navedimo še en primer. V skladu s prvim zakonom termodinamike je toplota enakovredna mehanski energiji, zato je povsem v nasprotju s prvim načelom povsem mogoče zgraditi stroj, ki vzame toploto iz telesa, ki ima temperaturo okoliškega zraka, ali na primer vzame toploto iz vode iz velikih rezervoarjev in zahvaljujoč temu mehanskemu delu. V tem primeru bi že rahlo ohlajanje vode v rezervoarju sprostilo ogromno toplotne energije, ki bi jo lahko pretvorili v električno energijo ali, nadalje, spet v mehansko energijo. Tako bi na primer z ohlajanjem vode v ribniku s površino 120 m 2 in globino 1,9 m za 1 ° C dobili energijo, ki je enaka 954 kJ ... Če pretvorimo zdaj prejeto mehansko energijo nazaj v toploto, nastane zaprt cikel pretvorbe energije, ki temelji na načelu perpetuum mobile druge vrste. Vprašanje je le, ali so stroji, ki izvajajo ta idealni cikel transformacije, v praksi izvedljivi, saj se v vsakdanjem življenju nikoli ne srečujemo s takšnimi pojavi.

Iz lastnih izkušenj vemo, da se v topli sobi steklenica mleka, vzeta iz hladilnika, segreje, kozarec vročega čaja pa ohladi. Poleg tega hladna tekočina, ko se segreje, neopazno zniža temperaturo zraka v prostoru, vroča pa jo poveča. Jasno je, da v teh procesih ne najdemo nič presenetljivega. Hkrati se nikoli ne zgodi, da se mrzlo telo samo ohladi ali vroče ogreje. Za takšno hlajenje se uporabljajo posebne hladilne enote, ki pa potrebujejo stalno oskrbo z energijo iz zunanjih virov. Hkrati pa spontano hlajenje mraza ali segrevanje vročega telesa sploh ni v nasprotju s prvim zakonom termodinamike. Zato je očitno, da bi bilo treba besedilo tega zakona nekako pojasniti in dopolniti.

Problem rabe toplote s hlajenjem vodnih bazenov našega planeta je W. Ostwald navedel kot tipičen primer, ki dokazuje neresničnost ideje o večnem motorju druge vrste. V svoji knjigi " Splošna kemija”, Objavljeno leta 1893, je zapisal:

»Običajno se ne zavedamo, da je večni mobilni izrek mogoče razlagati na dva načina. Po eni strani - o tem pogosteje govorimo - bi bilo mogoče zgraditi perpetuum mobile (kar pomeni večni motor prve vrste), s svojo pomočjo ustvariti določeno energijo in jo na primer uporabiti za pogon stroj. Dokaz nezmožnosti takega procesa nas pripelje do prvega temeljnega zakona energije, ki pravi, da energije ni mogoče ustvariti ali uničiti. Perpetuum mobile pa bi lahko upravljali na drugačen način, ne da bi proizvajali energijo, če bi bilo mogoče v proces preoblikovanja vključiti ogromno neuporabljene energije, skrite v naravi. Na primer, če bi bilo mogoče velike zaloge toplotne energije v vodah Svetovnega oceana pretvoriti v mehansko energijo, ki bi se sčasoma spet spremenila v toplotno energijo, bi s tem uvedli stroj za večno gibanje druga vrsta. To je seveda nemogoče, ker so te zaloge toplote, ki se navzven kažejo v obliki določene temperature Zemlje, nespremenjene. "

Še en nemški fizik Rudolph Clausius veliko časa je namenil tudi proučevanju problemov termodinamike. Zlasti je prišel do zaključka, da energija našega sveta ostaja nespremenjena. Hkrati je navedel pomemben izrek o težnji entropije zaprtega sistema do maksimuma. Da bi bolje razumeli pomen tega izreka, poskusimo podrobneje razložiti pomen koncepta entropije, pri čemer pustimo ob strani njegovo strogo matematično formulacijo. Najpomembnejša lastnost entropije je, da se v reverzibilnih fizikalnih procesih ne spreminja, t.j. v idealnih procesih, ki lahko potekajo v obe smeri brez izgube energije. Praktične izkušnje kažejo, da v resničnih fizikalnih pojavih vedno obstajajo določeni dejavniki, na primer pasivne sile (trenje), zaradi katerih se del pretvorjene energije, ki prehaja v toploto, za naslednjo fazo tega transformacijskega cikla nepovratno izgubi . O takšnih izgubah govorimo kot o "mrtvi" energiji, o " razvrednotenje"Energija ali o njenem zmanjšanju" kakovost". V zvezi s tem je toplotni energiji dodeljeno zadnje mesto v vrsti različnih vrst energije, saj v vsakem procesu njene transformacije nujno nastane toplota, ki je ni več mogoče pretvoriti v nobeno višjo obliko energije.

Tovrstno razmišljanje, ki velja za naš svet kot celoto, je privedlo do nastanka idej o ti toplotna smrt vesolja , h kateremu se zdi, da naravno stremi ves okoliški svet. Zlasti bi se to moralo pokazati v zvišanju temperature zemeljske atmosfere in samega planeta zaradi sproščanja toplote med katerim koli naravnim procesom pretvorbe energije.

V drugi interpretaciji se entropija obravnava kot merilo "razpršitve" energije v sistemu. Ta razlaga entropije temelji na dejstvu, da se v vsakem procesu, ki poteka v katerem koli zaprtem sistemu, pretvori le del energije sistema, preostanek pa se razprši v toploto in tako, da je ni mogoče izvleči nazaj. Mera takšnih izgub ali " razprševanje»Energija je prirast entropije. V tem primeru se izkaže, da je številska vrednost entropije sorazmerna količini energije, ki je prešla v notranjo energijo teles, ki sodelujejo v procesu, t.j. v toplino.

Ravno to odvajanje energije je ovira pri izvajanju strojev za večno gibanje, ki delujejo brez polnjenja zalog energije od zunaj. Tako na primer odvajanje energije v pogonskem mehanizmu parnega stroja in v samem kotlu, kjer se para segreva, da se sproži, onemogoča zgoraj opisani stroj za večno gibanje druge vrste. Dejansko naj ogrevana para iz kotla poganja parni stroj. Predstavljajte si, da je pogonski mehanizem tega stroja izdelan tako, da se energija njegovega gibanja popolnoma pretvori v toploto, ki se dovaja nazaj v kotel parnega stroja. Torej bo v tem na videz idealnem sistemu zaradi prisotnosti izgub prišlo do stalnega zmanjševanja delovne energije, posledično pa bosta temperatura in tlak pare v kotlu padla, z njimi pa tudi moč parnega stroja se bo sam zmanjšal.

Drugi izumitelji perpetuum mobile so na primer predlagali povezavo dveh urnih ur, tako da bi gibanje enega od njih zavilo vzmet drugega - to bi omogočilo pridobitev "večnega" kronometričnega sistema, ki v osnovi ne bi bil v nasprotju zakon ohranjanja energije. Praktični poskusi pa so to možnost ovrgli, saj se je takšen stroj za večno gibanje ustavil takoj, ko so primerjali gonilni sili obeh vzmeti. Še več, tudi če predpostavimo, da je s pomočjo ustreznih konstrukcijskih sprememb mogoče doseči prenos znatnega dela energije iz ene vzmeti v drugo, potem tukaj ne bi mogli doseči ničesar, prav zaradi vpliva že omenjenega odvajanja energije, ki spremlja vsak delovni cikel.

Tako je bil s konceptom entropije oblikovan še en pomemben zakon, ki je skupaj z zakonom ohranjanja energije osvetlil problem večnega motorja druge vrste. Ena od njegovih formulacij je Clausiusov izrek o težnji po največji entropiji zaprtega sistema.

Druga enakovredna formulacija navaja, da je nemogoče ustvariti napravo, ki nenehno opravlja mehanska dela na račun toplote in pretvori prejeto mehansko energijo nazaj v toploto. ... Ta zakon se imenuje drugi zakon termodinamike. Drugi zakon termodinamike prav tako zavrača možnost pridobivanja energije s hladilnimi telesi pod temperaturo okolice. Tako moramo za pretvorbo toplote v drugo vrsto energije (na primer mehansko) imeti grelec (kotel) in kondenzator (hladilnik). Večja je temperaturna razlika med grelnikom in kondenzatorjem, več toplote se lahko pretvori v koristno delo. Če je ta razlika enaka nič, bo količina opravljenega dela enaka nič.

Drugi zakon termodinamike odpravlja nepopolnost zakona o ohranjanju energije, ki ni razlikoval med reverzibilnimi in ireverzibilnimi procesi in s tem pustil sablasno upanje tistim, ki se niso želeli sprijazniti z nezmožnostjo ustvarjanja perpetuum mobile.

Poleg tega drugi zakon termodinamike nalaga prepoved trajnih gibalnih strojev, podobno perpetuum mobile druge vrste, vendar temelji na preoblikovanju drugih vrst energije. Tako je na primer večno delo para elektromotorja - generatorja, ki sedi na eni gredi in bi delovalo po naslednji shemi, nemogoče: električni tok, ki ga ustvari generator, poganja elektromotor, mehanska energija elektromotorja pa se v generatorju pretvori v električno. Če bi oba elementa tega para delovala s 100 -odstotno učinkovitostjo. (kar je seveda nemogoče zaradi prisotnosti električnih in mehanskih izgub v njih), potem bi se tak sistem moral vzdrževati v stalnem gibanju. Vendar ga nikakor ni bilo mogoče uporabiti v praktične namene, saj bi s tem, ko smo začeli izbirati koristno delo iz te enote, s tem porušili njeno energetsko ravnovesje in sistem bi se ustavil.

Ta pogosto omenjen primer sistema motorni generator velikokrat je služil kot prototip za številne druge, enostavnejše projekte. Res je, da se s takšnimi poenostavitvami še jasneje pokaže nemožnost perpetuum mobile tipa "motor-generator". Konec koncev je na primer mogoče zamenjati motor in generator s sistemom dveh med seboj povezanih jermenic. Končno se lahko omejite celo na en škripec, pri čemer eno polovico upoštevate kot pogonski element, drugo pa kot pogonski element. Lahko si omislite na desetine podobnih modelov, vendar bo rezultat vedno le en, saj so vsi ti stroji za večno gibanje, tako preprosti kot zapleteni, že razglašeni po drugem zakonu termodinamike.

Če smo strogi, je treba opozoriti, da ima ta zakon statistični značaj in se uporablja samo za makroskopske predmete. Zlasti ga ni mogoče uporabiti za opis gibanja molekul ali majhnih delcev snovi ( Brownovo gibanje). Poleg tega stalno toplotno gibanje, ki določa notranjo energijo makroskopskih teles, ne more služiti kot vir energije za opravljanje koristnega dela.