Ketika sains berkembang, undang-undangnya meliputi wilayah yang lebih luas, disempurnakan, mendekati hukum alam, dan menjadi memadai bagi mereka. Dalam bentuk umum, sifat hubungan antara undang-undang alam dan undang-undang sains dinyatakan dengan jelas oleh A. Einstein: "Idea kami mengenai realiti fizikal tidak akan pernah muktamad, dan kami harus selalu bersedia untuk mengubah idea-idea ini." P. L. Kapitsa, yang menyukai paradoks, bahkan mengatakan ini: "Bukan undang-undang itu sendiri yang menarik, tetapi penyimpangan dari mereka."
Tetapi penemu perpetuum mobile salah, bergantung pada perubahan yang sepenuhnya mungkin dalam undang-undang sains, yang belum membenarkan pengoperasian mesin gerakan abadi. Faktanya adalah bahawa undang-undang sains (khususnya, fizik) tidak dibatalkan, tetapi ditambah dan dikembangkan.
N. Bohr merumuskan kedudukan umum (1923), yang mencerminkan keteraturan perkembangan sains ini: prinsip korespondensi, yang mengatakan bahawa undang-undang yang lebih umum merangkumi undang-undang lama sebagai kes khas; ia (lama) diperoleh dari yang baru apabila meneruskan nilai lain dari kuantiti yang menentukannya.
Kelulusan undang-undang pemuliharaan tenaga - undang-undang termodinamika pertama - membuat percubaan untuk membuat mesin gerakan abadi jenis pertama sebagai usaha yang benar-benar tiada harapan. Dan walaupun mereka masih berjalan, pemikiran utama pencipta perpetuum mobile berubah. Varian baru mesin gerak kekal dilahirkan sepenuhnya sesuai dengan undang-undang termodinamik pertama: berapa banyak tenaga yang memasuki motor seperti itu, jumlah yang sama habis.
Seperti yang anda ketahui, undang-undang pemuliharaan tenaga dapat dirumuskan dalam bentuk yang agak diubah berikut: untuk semua proses penukaran tenaga, jumlah semua jenis tenaga yang berpartisipasi dalam proses ini harus tetap tidak berubah. Rumusan seperti itu, walaupun tidak memungkinkan kemungkinan menghasilkan tenaga dari apa-apa, namun membuka cara lain untuk mewujudkan mesin gerak kekal, yang prinsipnya akan didasarkan pada transformasi ideal satu bentuk tenaga menjadi bentuk yang lain.
Telah diketahui bahawa kerja dalam mesin dilakukan ketika badan panas mengeluarkan panas ke gas atau wap dan wap berfungsi, misalnya, menggerakkan omboh. Namun, ternyata tidak ada cara untuk menjadikan tenaga dari badan yang lebih sejuk menjadi lebih panas. Tetapi untuk membuat mesin gerak kekal, perlu dilakukan pada masa yang sama kerja.
Sebagai hasil dari pengembangan termodinamik, berdasarkan karya Sadi Carnot, Rudolph Clausius menunjukkan bahawa suatu proses tidak mungkin di mana haba akan berlalu secara spontan dari badan yang lebih sejuk ke badan yang lebih panas. Pada masa yang sama, bukan hanya peralihan langsung yang mustahil - tetapi juga mustahil untuk melaksanakannya dengan bantuan mesin atau peranti tanpa perubahan selanjutnya yang berlaku di alam.
William Thomson (Lord Kelvin) merumuskan prinsip kemustahilan mesin gerak abadi jenis kedua (1851), kerana prosesnya tidak mungkin dilakukan, satu-satunya akibatnya adalah kerja mekanikal yang dilakukan dengan menyejukkan takungan panas.
Video promosi:
Menyiasat masalah jenis telefon bimbit perpetuum baru pada awal abad XX. ahli fizik dan kimia Jerman terkenal Wilhelm Ostwald belajar. Dia memanggil mesin yang ideal, mampu secara kitaran dan tanpa kerugian, menukar tenaga dari satu bentuk ke bentuk yang lain, dia memanggil mesin gerakan kekal dari jenis kedua. Seperti yang anda lihat, walaupun setelah ditolak kemungkinan membuat mesin gerakan abadi jenis pertama, masalah pergerakan kekal masih terbuka. Walau bagaimanapun, mesin pergerakan berterusan jenis pertama dan kedua sudah jauh berbeza antara satu sama lain. Sekiranya fungsi mesin gerak kekal pertama yang diisytiharkan oleh saintis tidak dapat dilaksanakan terdiri daripada prestasi kerja berterusan yang berterusan tanpa mengisi semula rizab tenaga dari sumber luaran, maka hanya kemampuan untuk mengubah tenaga dengan ideal diperlukan dari mesin gerakan kekal jenis kedua.
Menurut undang-undang termodinamika pertama, haba setara dengan tenaga mekanikal, oleh itu, tanpa bertentangan dengan prinsip pertama, sangat mungkin untuk membina mesin yang mengambil haba dari badan yang mempunyai suhu udara di sekitarnya, atau, misalnya, mengambil haba dari air dari takungan besar dan berfungsi kerana kerja mekanikal ini. Sekiranya kita mengubah tenaga mekanikal yang diterima sekarang menjadi panas, maka kitaran penukaran tenaga tertutup, berdasarkan prinsip mesin gerakan kekal jenis kedua, akan timbul.
Walau bagaimanapun, fenomena seperti itu tidak pernah ditemui dalam kehidupan seharian. Di dalam bilik yang hangat, sebotol susu yang dikeluarkan dari peti sejuk memanas, dan segelas teh panas sejuk. Sebagai tambahan, cecair sejuk, apabila dipanaskan, menurunkan suhu udara di dalam bilik, dan yang panas akan meningkatkannya. Pada masa yang sama, tidak pernah berlaku bahawa badan yang sejuk menyejukkan dengan sendirinya atau yang panas menjadi panas. Untuk penyejukan seperti itu, unit penyejukan khas digunakan, yang, bagaimanapun, memerlukan bekalan tenaga yang berterusan dari sumber luaran. Pada masa yang sama, pendinginan spontan dari sejuk atau pemanasan badan yang panas sama sekali tidak bertentangan dengan undang-undang termodinamik pertama. Oleh itu, jelas bahawa kata-kata undang-undang ini entah bagaimana harus diperjelas dan ditambah.
Undang-undang termodinamika kedua menghilangkan ketidaklengkapan undang-undang pemuliharaan tenaga, yang tidak membezakan antara proses yang boleh dibalikkan dan yang tidak dapat dipulihkan dan dengan demikian meninggalkan harapan yang tidak baik bagi mereka yang tidak ingin bertahan dengan kemustahilan untuk membuat telefon bimbit perpetuum. Prinsip fizikal ini mengenakan batasan pada arah proses yang boleh berlaku dalam sistem termodinamik. Undang-undang termodinamika kedua melarang apa yang disebut mesin pergerakan kekal jenis kedua, menunjukkan bahawa kecekapan tidak boleh sama dengan satu, kerana untuk proses pekeliling suhu peti sejuk tidak boleh sama dengan sifar mutlak (mustahil untuk membina kitaran tertutup yang melewati titik dengan suhu sifar).
Terdapat beberapa rumusan setara dengan undang-undang termodinamik kedua:
Postulat Clausius: "Proses melingkar adalah mustahil, satu-satunya hasilnya adalah pemindahan haba dari badan yang kurang panas ke badan yang lebih panas" (proses ini disebut proses Clausius).
Postulat Thomson (Kelvin): "Proses melingkar adalah mustahil, satu-satunya hasilnya ialah pengeluaran kerja dengan menyejukkan takungan panas" (proses ini disebut proses Thomson).
Satu lagi rumusan undang-undang termodinamik kedua berdasarkan konsep entropi:
"Entropi sistem terpencil tidak dapat berkurang" (hukum entropi tidak berkurang). Dalam keadaan dengan entropi maksimum, proses makroskopik yang tidak dapat dipulihkan (dan proses pemindahan haba selalu tidak dapat dipulihkan kerana postulat Clausius) adalah mustahil.
Ketika termodinamika statistik dibuat, yang berdasarkan konsep molekul, ternyata undang-undang termodinamik kedua mempunyai watak statistik: ia berlaku untuk tingkah laku sistem yang paling mungkin. Kewujudan turun naik menghalang pelaksanaannya dengan tepat, tetapi kemungkinan berlakunya pelanggaran yang ketara sangat kecil. Maksudnya, peralihan haba dari badan sejuk ke badan yang lebih panas adalah mungkin, tetapi ini adalah kejadian yang sangat tidak mungkin. Dan secara semula jadi, peristiwa yang paling mungkin berlaku.
Baca juga "Mesin pergerakan kekal jenis pertama" dan "Mesin pergerakan kekal jenis ketiga"
