Ensayo breve sobre "Movimiento perpetuo". Alrededor de 800 palabras.
No fue hasta que se descubrió la primera ley de la termodinámica que se rompió el mito de la primera máquina de movimiento perpetuo.
La primera ley de la termodinámica es una expresión específica de la ley de conservación y transformación de la energía en termodinámica, que indica que el calor es una forma de movimiento material. Esto muestra que la energía (calor) transferida desde el exterior al sistema material es igual a la suma del aumento de la energía interna del sistema y el trabajo realizado por el sistema. Niega que la energía provenga de la nada, por lo que la primera máquina de movimiento perpetuo que puede realizar un trabajo sin energía ni combustible se convirtió en una fantasía.
La primera ley de la termodinámica se desarrolló a finales de 2018 y principios de 2019. Con la aplicación generalizada de las máquinas de vapor en la producción, la gente prestó cada vez más atención a la conversión de calor y trabajo. Así nació la termodinámica. En 1798, Thompson negó la existencia del calórico mediante experimentos. El médico y físico alemán Meyer propuso la idea de la conversión mutua de calor y movimiento mecánico en 1841-843. Esta fue la primera vez que se propuso la primera ley de la termodinámica. Joule diseñó experimentos para medir los equivalentes eléctricos y mecánicos del calor y determinó experimentalmente la primera ley de la termodinámica, complementando los argumentos de Meyer.
Después de la primera ley de la termodinámica, la gente comenzó a considerar la eficiencia de convertir la energía térmica en trabajo. En ese momento, alguien diseñó una máquina que podía extraer calor de una fuente de calor para realizar un trabajo de forma indefinida. A este se le llama el segundo tipo de máquina de movimiento perpetuo.
En 1824, el ingeniero militar francés Carnot concibió una máquina térmica ideal que no realizaba trabajo externo ni fricción. Al estudiar el ciclo simple de calor y trabajo (ciclo de Carnot) entre dos fuentes de calor de diferentes temperaturas en esta máquina térmica, se concluye que la máquina térmica debe realizar trabajo entre las dos fuentes de calor, y la eficiencia de la máquina térmica solo depende de la diferencia de temperatura con la fuente de calor. Incluso en condiciones ideales, la eficiencia de un motor térmico no puede llegar a 100. Es decir, el calor no se puede convertir completamente en trabajo.
En 1850, Clausius unificó las leyes de conservación y transformación de la energía y el principio de Carnot sobre la base de Carnot, señalando que es imposible que una máquina automática transfiera calor de un objeto de baja temperatura a uno de alta. -temperatura del objeto sin ningún cambio, esta es la segunda ley de la termodinámica. Pronto Kelvin propuso que era imposible obtener calor de una sola fuente de calor y hacerlo completamente útil sin otros efectos o que era imposible obtener trabajo mecánico enfriando cualquier parte de la materia por debajo de la temperatura ambiente más baja mediante maquinaria inanimada; Ésta es la expresión Kelvin de la segunda ley de la termodinámica. Ostwald lo expresó así: El segundo tipo de máquina de movimiento perpetuo no puede construirse con éxito.
Al proponer la segunda ley, Clausius también propuso el concepto de entropía S=Q/T, y expresó la segunda ley de la termodinámica como: En un sistema aislado, el proceso real siempre es aumentar la entropía de todo el sistema. Pero después de eso, Clausius extendió erróneamente la ley del aumento de entropía de un sistema aislado a todo el universo, creyendo que en todo el universo el calor continúa cambiando de temperatura alta a temperatura baja hasta que en un momento determinado no hay diferencia de temperatura y el total La entropía del universo alcanza un valor máximo. En este momento, no habrá energía para transferir calor. Esta es la llamada "teoría de la muerte por calor".
Para refutar la "teoría de la muerte por calor", Maxwell imaginó un alma invisible (el demonio de Maxwell), que estaba en una caja cerca de una puerta. Permite que las partículas rápidas pasen a través de la puerta hacia un lado de la caja y las partículas lentas pasen a través de la puerta hacia el otro lado de la caja. De esta forma, al cabo de un tiempo, habrá una diferencia de temperatura entre los dos lados de la caja. El demonio de Maxwell es en realidad un prototipo de estructura disipativa.
En 1877, Boltzmann descubrió la relación entre la entropía macroscópica y la probabilidad termodinámica del sistema S=KlnQ, donde k es la constante de Boltzmann. En 1906, Nernst propuso que △S/O = 0 cuando la temperatura está cerca del cero absoluto T→0, que es el "principio térmico de Nernst". Sobre la base de la investigación de Nernst, Planck señaló que los cristales perfectos de diversas sustancias tienen entropía cero (S 0 = 0) en el cero absoluto, que es la tercera ley de la termodinámica.
Las tres leyes de la termodinámica se denominan colectivamente leyes básicas de la termodinámica. Desde entonces, los conceptos básicos de la termodinámica se han completado básicamente.