Una máquina de movimiento perpetuo, o en latín "perpetum mobile", es una máquina hipotética que podría funcionar para siempre después de darle un impulso inicial y sin necesidad de un suministro de energía posterior.
Las leyes de la termodinámica
Para entender si un móvil perpetuo es posible o imposible, hay que recordar las dos primeras leyes de la termodinámica:
- La primera ley de la termodinámica dice: "La energía no se crea ni se destruye, solo puede pasar a diferentes estados y formas". Es decir, si se realiza trabajo en un sistema dado o intercambia calor con el ambiente externo, entonces su energía interna cambia.
- La segunda ley de la termodinámica. Según él, "la entropía del universo tiende a aumentar con el tiempo". Esta ley indica en qué dirección procederá espontáneamente el proceso termodinámico. Además, esta ley implica la imposibilidad de transferencia de energía de un tipo a otro sin pérdida.
Máquina de movimiento perpetuo de primer y segundo tipo
Perpetuum mobile, o en latín perpetuum mobile, es de dos clases:
- Una máquina de movimiento perpetuo del primer tipo es una máquina que trabaja constantemente sin el suministro de energía externa y al mismo tiempo realiza algún trabajo. Es decir, el móvil perpetuo de primera clase contradice la primera ley de la termodinámica, razón por la cual, dicho sea de paso, se le llamó máquina de primera clase.
- Una máquina de movimiento perpetuo del segundo tipo es cualquier máquina que trabaja con ciclos periódicos, convirtiendo un tipo de energía en otra, por ejemplo, mecánica en eléctrica y viceversa, sin pérdidas en el proceso de esta transformación. Es decir, una máquina de movimiento perpetuo (perpetuum mobile) del segundo tipo contradice la segunda ley de la termodinámica.
Imposibilidad de existencia
Una máquina de movimiento perpetuo del primer tipo contradice la ley fundamental de la física sobre la conservación de la energía en un sistema aislado, por lo que no puede existir. En cuanto al perpetuum mobile del segundo tipo, también es imposible, ya que en cualquier motor en marcha, la energía se dispersa de varias formas, principalmente en forma de calor.
Dado que las leyes de la termodinámica han sido verificadas por varios siglos de experimentos y experimentos y nunca han fallado, podemos decir con seguridad que cualquier proyecto de máquinas de movimiento perpetuo es un engaño. Dichos proyectos a menudo surgen en varios círculos religiosos, en los que existen creencias sobre fuentes infinitas de energía, etc.
Además, varias"paradojas", que, al parecer, demuestran la eficacia de ciertos móviles perpetuos. En todos estos casos, estamos hablando de errores en la comprensión de las leyes de la física, por lo que tales "paradojas" mentales son instructivas.
Búsqueda histórica de máquinas de movimiento perpetuo y su importancia para el desarrollo de la humanidad
Las leyes de la termodinámica finalmente se establecieron en la segunda mitad del siglo XIX. Según ellos, cualquier máquina en funcionamiento no puede transferir energía de un estado a otro con una eficiencia del 100%, sin mencionar el suministro constante de energía a otros sistemas sin suministrarla a la propia máquina.
A pesar de esto, muchas personas a lo largo de la historia y hasta el día de hoy han estado buscando y continúan buscando varios diseños de máquinas de movimiento perpetuo en funcionamiento, que se pueden comparar con una especie de "elixir de la juventud" en el campo de la mecánica.
Todos los diseños de tales máquinas se basan en el uso de diferentes pesos, ángulos, propiedades físicas o mecánicas de sustancias específicas que pueden moverse constantemente e incluso crear una cantidad excesiva de energía útil. Hablando de los tiempos modernos y sus enormes necesidades energéticas, se puede entender la importancia del perpetum mobile, que se convertiría en una verdadera revolución en el desarrollo de la humanidad.
Retrocediendo en la historia, los primeros diseños conocidos de máquinas de movimiento perpetuo comenzaron a aparecer en la Europa medieval. Se cree que la invención correspondiente en Baviera en el siglo VIII se convirtió en el primer modelo de una máquina de movimiento perpetuo.siglo d. C.
Diseños famosos de máquinas de movimiento perpetuo en la Edad Media
Lamentablemente, no se sabe nada sobre la existencia de proyectos móviles perpetuos en las sociedades anteriores a la Edad Media. No se ha conservado información de que los antiguos griegos o romanos construyeron tales máquinas.
La invención más antigua de la máquina de movimiento perpetuo conocida por la humanidad es la rueda mágica. Aunque no se han conservado imágenes de este invento, las fuentes históricas escritas dicen que se remonta a la época de la existencia del Imperio merovingio en el territorio de la Baviera moderna en el siglo VIII. Sin embargo, algunos historiadores dicen que esta máquina en realidad no existió y que toda la información sobre ella es una leyenda.
Bhaskara fue un famoso matemático indio reconocido como el científico más influyente de la Edad Media en su continente. Su trabajo sobre ecuaciones diferenciales es anterior al trabajo similar de Newton y Leibniz por 5 siglos. Alrededor de 1150, Bhaskara inventó una rueda que se suponía que debía girar para siempre. Desafortunadamente, esta invención nunca se construyó, pero es la primera evidencia indudable de los intentos de crear un movimiento perpetuo.
La primera invención de una máquina de movimiento perpetuo en Europa es el automóvil del famoso masón francés y arquitecto del siglo XIII Villard de Honnecourt. No se sabe a ciencia cierta si su invento fue construido, pero en los diarios de Villard de Honnecourt encuentran una imagen de su perpetuum mobile.
Legendario ingeniero e inventor de Florencia, Leonardo da Vinci también creó varias máquinas, máquinas de movimiento perpetuo, y en este sentido se adelantó varios siglos a su tiempo. Estas máquinas, por supuesto, resultaron ser inoperables, y el científico concluyó que las máquinas de movimiento perpetuo no pueden existir en la física.
Máquinas de movimiento perpetuo de la Nueva Era
Con el advenimiento de los tiempos modernos, la invención de la máquina de movimiento perpetuo se convirtió en un pasatiempo popular, y muchos inventores dedicaron su tiempo a crear dicha máquina. Este auge se debe principalmente al éxito en el desarrollo de la mecánica.
Así, el inventor italiano del siglo XVI Mark Zimara diseñó un molino en constante funcionamiento, y el holandés Cornelius Drebbel dedicó uno de estos inventos al rey inglés. En 1712, el ingeniero Johann Bessler analizó más de 300 inventos de este tipo y decidió crear su propio móvil perpetuo.
Como resultado, en 1775, los miembros de la Real Academia de Ciencias de París emitieron un decreto por el que no aceptarían ningún invento relacionado con el tema de una máquina de movimiento perpetuo.
Experimentos mentales
En la física teórica, los experimentos mentales a menudo se utilizan para probar las leyes físicas fundamentales. En cuanto al tema de las máquinas de movimiento perpetuo, se pueden mencionar los siguientes proyectos:
El demonio de Maxwell. Estamos hablando de una violación de la segunda ley de la termodinámica, cuando un hipotético demonio separa una mezcla de gases. Este experimento mental permitecomprender la esencia de la entropía del sistema
La máquina de movimiento perpetuo de Richard Feynman que funciona por fluctuaciones térmicas y, por lo tanto, puede funcionar para siempre. De hecho, funcionará siempre que el ambiente tenga una temperatura más alta que el propio motor
¿Ha muerto finalmente la esperanza de crear una máquina de movimiento perpetuo?
No podemos decir con certeza que nunca se inventará un mecanismo capaz de funcionar para siempre, ya que la humanidad todavía no sabe mucho sobre el Universo en el que vive. Quizás se descubra una especie de materia exótica, como la materia negra en el espacio, de la que no se sabe casi nada. El comportamiento de esta materia puede obligarnos a reconsiderar las leyes de la termodinámica. Estas leyes son tan fundamentales que cualquier cambio en su alcance será similar a la influencia de la teoría de Albert Einstein sobre las leyes de la mecánica clásica de Isaac Newton y sobre el desarrollo de la física en general. También es posible que exista movimiento perpetuo en objetos cuyo comportamiento se rige por la mecánica cuántica.
