Attīstoties zinātnei, tās likumi aptver arvien plašākas jomas, tiek pilnveidoti, tuvojas dabas likumiem un kļūst tiem atbilstoši. Vispārīgā formā dabas likumu un zinātnes likumu saiknes raksturu skaidri pauda A. Einšteins: "Mūsu idejas par fizisko realitāti nekad nevar būt galīgas, un mums vienmēr jābūt gataviem šīs idejas mainīt." P. L. Kapitsa, kas mīlēja paradoksus, pat teica: "Interesanti ir nevis paši likumi, bet gan novirzes no tiem."
Bet perpetuum mobile izgudrotāji kļūdās, rēķinoties ar pilnīgi iespējamām izmaiņām zinātnes likumos, kas vēl neatļauj darboties bezgalīgas kustības mašīnas. Fakts ir tāds, ka zinātnes (jo īpaši fizikas) likumi netiek atcelti, bet tiek papildināti un attīstīti.
N. Bohrs formulēja vispārēju nostāju (1923), atspoguļojot šo likumsakarību zinātnes attīstībā: korespondences princips, kas saka, ka jebkurš vispārīgāks likums kā īpašu gadījumu ietver veco likumu; to (veco) iegūst no jaunā, pārejot uz citām to definējošo lielumu vērtībām.
Enerģijas saglabāšanas likuma apstiprināšana - pirmais termodinamikas likums - absolūti bezcerīgi mēģināja radīt pirmā veida mūžīgo kustības mašīnu. Un, lai arī tie joprojām turpinājās, mainījās perpetuum mobile radītāju galvenais domāšanas virziens. Pilnībā vienojoties ar pirmo termodinamikas likumu, dzimst mūžīgo kustības mašīnu jaunās versijas: cik daudz enerģijas nonāk šādā motorā, izdziest tieši tikpat daudz.
Kā jūs zināt, enerģijas saglabāšanas likumu var formulēt šādā nedaudz pārveidotā formā: visiem enerģijas pārveidošanas procesiem visu šajā procesā iesaistīto enerģijas veidu summai jāpaliek nemainīgai. Šāds formulējums, kaut arī tas nepieļauj iespēju radīt enerģiju no nekā, tomēr atstāj atvērtu citu veidu, kā realizēt mūžīgo kustības mašīnu, kuras princips būtu balstīts uz vienas enerģijas formas ideālu pārveidošanu citā.
Bija zināms, ka darbs dzinējos tiek veikts, kad karsts ķermenis izdala siltumu gāzei vai tvaikam, un tvaiks darbojas, piemēram, virzot virzuli. Tomēr izrādījās, ka nav iespējas panākt, ka vēsāka ķermeņa enerģija nonāk karstākā ķermenī. Bet, lai izveidotu mūžīgu kustības mašīnu, ir nepieciešams, lai tajā pašā laikā tiktu veikts darbs.
Termodinamikas attīstības rezultātā, pamatojoties uz Sadi Carnot darbiem, Rūdolfs Klausiuss parādīja, ka nav iespējams process, kurā siltums spontāni pārietu no vēsākiem ķermeņiem uz siltākiem ķermeņiem. Šajā gadījumā nav iespējama ne tikai tieša pāreja, bet arī to nav iespējams veikt ar mašīnu vai ierīču palīdzību, bez jebkādām citām izmaiņām, kas notiek dabā.
Viljams Tomsons (lords Kelvins) formulēja otrā veida mūžīgās kustības mašīnas neiespējamības principu (1851), jo procesi pēc būtības nav iespējami, un to vienīgās sekas būtu mehāniskais darbs, ko veic, atdzesējot siltuma rezervuāru.
Reklāmas video:
Izpētot jaunu perpetuum mobile veidu XX gadsimta sākumā. mācījās slavenais vācu fiziķis un ķīmiķis Vilhelms Ostvalds. Viņš nosauca ideālo mašīnu, kas ir spējīga cikliski un bez zaudējumiem, pārveidojot enerģiju no vienas formas uz otru, viņš nosauca par mūžīgo otrā veida mašīnu. Kā redzat, pat pēc tam, kad tika noraidīta iespēja izveidot pirmā veida mūžīgo kustības mašīnu, mūžīgās kustības problēma joprojām ir atklāta. Tomēr mūžīgās pirmā un otrā veida kustības mašīnas jau ievērojami atšķiras viena no otras. Ja pirmā veida mūžīgās kustības mašīnas funkcija, ko zinātnieki pasludināja par nerealizējamu, sastāvēja no nepārtraukta noderīga darba veikšanas, nepapildinot enerģijas rezerves no ārējiem avotiem, tad no otrā veida mūžīgās kustības mašīnas bija nepieciešama tikai spēja ideāli pārveidot enerģiju.
Saskaņā ar pirmo termodinamikas likumu, siltums ir ekvivalents mehāniskajai enerģijai, tāpēc, nepārkāpjot pirmo principu, ir pilnīgi iespējams uzbūvēt mašīnu, kas ņem siltumu no ķermeņa, kuram ir apkārtējā gaisa temperatūra, vai, piemēram, ņem siltumu no ūdens no lieliem rezervuāriem un darbojas sakarā ar šo mehānisko darbu. Ja mēs tagad saņemto mehānisko enerģiju pārvēršam atpakaļ siltumā, tad rodas slēgts enerģijas pārveidošanas cikls, kas balstīts uz otrā veida mūžīgās kustības mašīnas principu.
Tomēr ikdienā šādas parādības nekad nav sastopamas. Siltā telpā no ledusskapja izņemta piena pudele sakarst, un glāze karstas tējas atdziest. Turklāt auksts šķidrums, sildot, nemanāmi pazemina gaisa temperatūru telpā, un karsts to paaugstina. Tajā pašā laikā nekad nenotiek tā, ka auksts ķermenis pats atdziest vai karsts sasilst. Šādai dzesēšanai tiek izmantotas īpašas saldēšanas iekārtas, kurām tomēr nepieciešama pastāvīga enerģijas piegāde no ārējiem avotiem. Tajā pašā laikā spontāna aukstuma atdzišana vai karsta ķermeņa sasilšana nebūt nav pretrunā ar pirmo termodinamikas likumu. Tāpēc ir acīmredzams, ka šī likuma redakcija kaut kā būtu jāprecizē un jāpapildina.
Otrais termodinamikas likums novērš enerģijas saglabāšanas likuma nepilnīgumu, kas neatšķīra atgriezeniskus un neatgriezeniskus procesus un tādējādi atstāja iluzoru cerību tiem, kuri nevēlējās samierināties ar neiespējami izveidot perpetuum mobile. Šis fiziskais princips ierobežo procesu virzienu, kas var notikt termodinamiskās sistēmās. Otrais termodinamikas likums aizliedz tā saucamās otrā veida nemitīgās kustības mašīnas, parādot, ka efektivitāte nevar būt vienāda ar vienu, jo apļveida procesam ledusskapja temperatūra nevar būt vienāda ar absolūto nulli (nav iespējams izveidot slēgtu ciklu, kas iet caur punktu ar nulles temperatūru).
Ir vairāki līdzvērtīgi otrā termodinamikas likuma formulējumi:
Klausiusa postulāts: “Cirkulārs process nav iespējams, un vienīgais rezultāts ir siltuma pārnešana no mazāk apsildāma ķermeņa uz vairāk uzsildītu” (šo procesu sauc par Clausius procesu).
Tomsona (Kelvina) postulāts: “Nav iespējams apļveida process, kura vienīgais rezultāts būtu darba ražošana, atdzesējot siltuma rezervuāru” (šo procesu sauc par Tomsona procesu).
Otra termodinamikas likuma formulējuma pamatā ir entropijas jēdziens:
"Izolētas sistēmas entropija nevar samazināties" (nemazinošās entropijas likums). Stāvoklī ar maksimālu entropiju makroskopiski neatgriezeniski procesi (un siltuma pārneses process vienmēr ir neatgriezenisks Clausius postulāta dēļ) nav iespējami.
Kad tika izveidota statistiskā termodinamika, kuras pamatā bija molekulārie jēdzieni, izrādījās, ka otrajam termodinamikas likumam ir statistisks raksturs: tas ir derīgs visticamākajai sistēmas uzvedībai. Svārstību esamība novērš tā precīzu ieviešanu, taču jebkura būtiska pārkāpuma varbūtība ir ārkārtīgi maza. Tas ir, siltuma pāreja no auksta ķermeņa uz karstāku ir iespējama, taču tas ir ārkārtīgi maz ticams notikums. Un dabā notiek visticamākie notikumi.
Lasiet arī "Pirmā veida nepārtraukta kustības mašīna" un "Trešā veida nepārtraukta kustības mašīna"