Efterhånden som videnskaben udvikler sig, dækker dens love stadig bredere områder, raffineres, nærmer sig naturens love og bliver passende for dem. I en generaliseret form blev forbindelsen mellem naturlovene og videnskabslovene klart udtrykt af A. Einstein: "Vores ideer om fysisk virkelighed kan aldrig være endelige, og vi skal altid være klar til at ændre disse ideer." P. L. Kapitsa, der elskede paradokser, sagde endda dette: "Det er ikke selve lovene, der er interessante, men afvigelserne fra dem."
Men opfinderne af perpetuum mobile tager fejl, og regner med en fuldstændig mulig ændring i videnskabslovene, som endnu ikke tillader drift af maskiner til vedvarende bevægelse. Faktum er, at videnskabens love (især fysik) ikke annulleres, men suppleres og udvikles.
N. Bohr formulerede en generel holdning (1923), der afspejler denne regelmæssighed i videnskabens udvikling: korrespondanceprincippet, der siger, at enhver mere generel lov inkluderer den gamle lov som et specielt tilfælde; den (gamle) opnås fra den nye, når den overføres til andre værdier for de størrelser, der definerer den.
Godkendelsen af loven om bevarelse af energi - den første lov om termodynamik - gjorde forsøg på at skabe en evig bevægelsesmaskine af den første slags helt håbløs. Og selvom de stadig foregik, ændredes skaberne af perpetuum mobile hovedtanke. Nye varianter af maskiner til evig bevægelse er allerede født i fuld overensstemmelse med termodynamikens første lov: hvor meget energi der kommer ind i en sådan motor, nøjagtigt det samme beløb går ud.
Som du ved, kan loven om bevarelse af energi formuleres i følgende noget modificeret form: for alle processer med energiomdannelse skal summen af alle typer energi, der deltager i denne proces, forblive uændret. Selvom en sådan formulering ikke tillader muligheden for at skabe energi fra ingenting, efterlader den imidlertid en anden måde at realisere en maskine til evig bevægelse, hvis princip vil være baseret på den ideelle transformation af en form for energi til en anden.
Det vides, at arbejde i motorer udføres, når et varmt legeme afgiver varme til en gas eller damp, og damp fungerer f.eks. Ved at flytte et stempel. Det viste sig imidlertid, at der ikke var nogen måde at få energien fra en koldere krop til at gå til en varmere. Men for at skabe en evig bevægelsesmaskine er det nødvendigt, at der samtidig arbejdes.
Som et resultat af udviklingen af termodynamik, baseret på værker af Sadi Carnot, viste Rudolf Clausius, at en proces er umulig, hvor varme spontant vil passere fra koldere kroppe til varmere kroppe. I dette tilfælde er ikke kun en direkte overgang umulig - det er også umuligt at udføre den ved hjælp af maskiner eller enheder uden andre ændringer i naturen.
William Thomson (Lord Kelvin) formulerede princippet om umulighed af en maskine af evig bevægelse af anden art (1851), da processer er umulige i naturen, hvis eneste konsekvens ville være mekanisk arbejde udført ved afkøling af et varmebeholder.
Salgsfremmende video:
Undersøgelse af spørgsmålet om en ny type perpetuum mobile i begyndelsen af det 20. århundrede studerede den berømte tyske fysiker og kemiker Wilhelm Ostwald. Han kaldte den ideelle maskine, der er i stand til cyklisk og uden tab, at konvertere energi fra en form til en anden, han kaldte en maskine til evig bevægelse af den anden art. Som det kan ses, forbliver problemet med evig bevægelse stadig åbent efter afvisning af muligheden for at skabe en maskine til evig bevægelse. Imidlertid er vedvarende bevægelsesmaskiner af første og anden art allerede væsentligt forskellige fra hinanden. Hvis funktionen af den evige bevægelsesmaskine af den første art, der blev erklæret af forskere som uopnåelig, bestod i kontinuerlig udførelse af nyttigt arbejde uden at genopfylde energireserver fra eksterne kilder, var der kun behov for evnen til at transformere energi ideelt fra den anden slags evige bevægelsesmaskine.
I henhold til termodynamikens første lov svarer varmen til mekanisk energi, derfor er det uden modstrid med det første princip meget muligt at bygge en maskine, der tager varme fra et legeme, der har temperaturen i den omgivende luft eller for eksempel tager varmen fra vand fra store reservoirer og udfører på grund af dette mekaniske arbejde. Hvis vi konverterer den nu modtagne mekaniske energi tilbage til varme, opstår der en lukket cyklus af energiomdannelse, baseret på princippet om en maskine til evig bevægelse af den anden art.
Imidlertid er sådanne fænomener aldrig stødt på i hverdagen. I et varmt rum opvarmes en flaske mælk, der tages ud af køleskabet, og et glas varm te køler ned. Derudover sænker en kold væske, når den er opvarmet, umærkeligt lufttemperaturen i et rum, mens en varm øger den. Samtidig sker det aldrig, at en kold krop køler af sig selv, eller en varm opvarmes. Til sådan køling anvendes specielle køleenheder, som dog har brug for en konstant tilførsel af energi fra eksterne kilder. Samtidig modsiger spontan køling af en forkølelse eller opvarmning af en varm krop slet ikke den første lov om termodynamik. Derfor er det indlysende, at ordlyden i denne lov på en eller anden måde bør præciseres og suppleres.
Den anden lov om termodynamik eliminerer ufuldstændigheden af loven om bevarelse af energi, som ikke skelner mellem reversible og irreversible processer og derved efterlod et illusorisk håb for dem, der ikke ønskede at stille med umuligheden af at skabe en perpetuum mobil. Dette fysiske princip pålægger en begrænsning af retningen af processer, der kan forekomme i termodynamiske systemer. Den anden lov om termodynamik forbyder de såkaldte maskiner til vedvarende bevægelse af den anden art, hvilket viser, at effektiviteten ikke kan være lig med enhed, da temperaturen i køleskabet ikke kan være lig med absolut nul for en cirkulær proces (det er umuligt at opbygge en lukket cyklus, der passerer gennem et punkt med nul temperatur).
Der er flere ækvivalente formuleringer af den anden lov om termodynamik:
Clausius 'postulat: "En cirkulær proces er umulig, hvis eneste resultat er overførsel af varme fra et mindre opvarmet legeme til et mere opvarmet" (denne proces kaldes Clausius-processen).
Thomsons (Kelvins) postulat:”En cirkulær proces er umulig, hvis eneste resultat ville være produktion af arbejde ved at afkøle varmebeholderen” (denne proces kaldes Thomson-processen).
En anden formulering af den anden lov om termodynamik er baseret på begrebet entropi:
"Entropien i et isoleret system kan ikke falde" (loven om ikke-faldende entropi). I en tilstand med maksimal entropi er makroskopiske irreversible processer umulige (og varmeoverførselsprocessen er altid irreversibel på grund af Clausius 'postulat).
Da der blev oprettet statistisk termodynamik, som var baseret på molekylære begreber, viste det sig, at den anden lov om termodynamik har en statistisk karakter: den er gyldig for systemets mest sandsynlige opførsel. Eksistensen af udsving forhindrer dens nøjagtige implementering, men sandsynligheden for enhver væsentlig overtrædelse er ekstremt lille. Det vil sige, overgangen af varme fra en kold krop til en varmere er mulig, men dette er en yderst usandsynlig begivenhed. Og i naturen finder de mest sandsynlige begivenheder sted.
Læs også "Perpetual motion machine of the first kind" og "Perpetual motion machine of the third kind"