Seiring berkembangnya ilmu pengetahuan, hukumnya mencakup wilayah yang semakin luas, disempurnakan, mendekati hukum alam, dan menjadi memadai bagi mereka. Dalam bentuk yang digeneralisasikan, sifat hubungan antara hukum alam dan hukum sains diungkapkan dengan jelas oleh A. Einstein: "Gagasan kita tentang realitas fisik tidak akan pernah final, dan kita harus selalu siap untuk mengubah gagasan ini." P. L. Kapitsa, yang menyukai paradoks, bahkan mengatakan ini: "Bukan hukum itu sendiri yang menarik, tetapi penyimpangan darinya."
Tetapi penemu ponsel perpetuum salah, mengandalkan kemungkinan perubahan sepenuhnya dalam hukum sains, yang belum mengizinkan pengoperasian mesin gerak abadi. Faktanya adalah bahwa hukum sains (khususnya fisika) tidak dibatalkan, tetapi ditambah dan dikembangkan.
N. Bohr merumuskan posisi umum (1923) yang mencerminkan keteraturan ini dalam perkembangan sains: prinsip korespondensi, yang mengatakan bahwa hukum yang lebih umum memasukkan hukum lama sebagai kasus khusus; itu (lama) diperoleh dari yang baru ketika meneruskan ke nilai lain dari besaran yang mendefinisikannya.
Persetujuan hukum kekekalan energi - hukum pertama termodinamika - membuat upaya untuk menciptakan mesin gerak abadi jenis pertama sama sekali tidak ada harapan. Dan meski masih berlangsung, arah utama pemikiran pencipta mobile perpetuum berubah. Varian baru mesin gerak abadi lahir sudah sesuai dengan hukum pertama termodinamika: berapa banyak energi yang masuk ke motor semacam itu, jumlah yang keluar persis sama.
Seperti yang Anda ketahui, hukum kekekalan energi dapat dirumuskan dalam bentuk modifikasi berikut: untuk semua proses konversi energi, jumlah semua jenis energi yang berpartisipasi dalam proses ini harus tetap tidak berubah. Formulasi semacam itu, meskipun tidak memungkinkan kemungkinan menciptakan energi dari ketiadaan, namun, membuka jalan lain untuk mewujudkan mesin gerak abadi, yang prinsipnya akan didasarkan pada transformasi ideal dari satu bentuk energi ke bentuk lain.
Diketahui bahwa pekerjaan di mesin dilakukan ketika benda panas mengeluarkan panas ke gas atau uap dan uap berfungsi, misalnya, menggerakkan piston. Namun, ternyata tidak ada cara untuk membuat energi dari tubuh yang lebih dingin menjadi lebih panas. Tetapi untuk menciptakan mesin gerak abadi, pada saat yang sama pekerjaan harus dilakukan.
Sebagai hasil dari perkembangan termodinamika, berdasarkan karya Sadi Carnot, Rudolph Clausius menunjukkan bahwa suatu proses tidak mungkin terjadi dimana panas akan berpindah secara spontan dari benda yang lebih dingin ke benda yang lebih hangat. Pada saat yang sama, tidak hanya transisi langsung yang tidak mungkin - juga tidak mungkin untuk melakukannya dengan bantuan mesin atau perangkat tanpa perubahan lebih lanjut yang terjadi di alam.
William Thomson (Lord Kelvin) merumuskan prinsip kemustahilan mesin gerak abadi jenis kedua (1851), karena proses tidak mungkin terjadi di alam, satu-satunya akibatnya adalah kerja mekanis yang dilakukan dengan mendinginkan reservoir panas.
Video promosi:
Menyelidiki masalah tipe baru ponsel perpetuum di awal abad XX. yang dipelajari oleh fisikawan dan kimiawan Jerman terkenal Wilhelm Ostwald. Dia menyebut mesin ideal, yang mampu melakukan siklus dan tanpa kehilangan, mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lain, dia menyebut mesin gerak abadi jenis kedua. Seperti yang Anda lihat, bahkan setelah penolakan kemungkinan menciptakan mesin gerak abadi jenis pertama, masalah gerak terus-menerus masih tetap terbuka. Namun, mesin gerak abadi jenis pertama dan kedua sudah sangat berbeda satu sama lain. Jika fungsi mesin gerak abadi jenis pertama yang dinyatakan oleh para ilmuwan tidak layak terdiri dari kinerja terus-menerus dari pekerjaan yang berguna tanpa mengisi kembali cadangan energi dari sumber eksternal, maka hanya kemampuan untuk mengubah energi secara ideal yang diperlukan dari mesin gerak abadi jenis kedua.
Menurut hukum pertama termodinamika, panas setara dengan energi mekanik, oleh karena itu, tanpa bertentangan dengan prinsip pertama, sangat mungkin untuk membangun mesin yang mengambil panas dari benda yang memiliki suhu udara di sekitarnya, atau, misalnya, mengambil panas dari air dari reservoir besar dan bekerja sesuai fungsinya. pekerjaan mekanis ini. Jika kita mengubah energi mekanik yang sekarang diterima kembali menjadi panas, maka siklus konversi energi tertutup, berdasarkan prinsip mesin gerak abadi jenis kedua, muncul.
Namun fenomena tersebut tidak pernah kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Di ruangan yang hangat, sebotol susu yang dikeluarkan dari lemari es memanas, dan segelas teh panas menjadi dingin. Selain itu, cairan dingin, ketika dipanaskan, secara tidak disadari menurunkan suhu udara di dalam ruangan, dan yang panas meningkatkannya. Pada saat yang sama, tidak pernah terjadi bahwa tubuh yang dingin mendingin dengan sendirinya atau yang panas menjadi hangat. Untuk pendinginan seperti itu, unit pendingin khusus digunakan, yang, bagaimanapun, membutuhkan pasokan energi yang konstan dari sumber eksternal. Pada saat yang sama, pendinginan spontan dari dingin atau panasnya benda panas sama sekali tidak bertentangan dengan hukum pertama termodinamika. Oleh karena itu, jelas bahwa kalimat dalam undang-undang ini harus diperjelas dan ditambah.
Hukum kedua termodinamika menghilangkan ketidaklengkapan hukum kekekalan energi, yang tidak membedakan antara proses yang dapat dibalik dan yang tidak dapat diubah dan dengan demikian meninggalkan harapan ilusi bagi mereka yang tidak ingin tahan dengan ketidakmungkinan menciptakan mobile abadi. Prinsip fisika ini memberlakukan batasan pada arah proses yang dapat terjadi dalam sistem termodinamika. Hukum kedua termodinamika melarang apa yang disebut mesin gerak abadi jenis kedua, yang menunjukkan bahwa efisiensi tidak dapat sama dengan satu, karena untuk proses melingkar suhu lemari es tidak dapat sama dengan nol mutlak (tidak mungkin untuk membangun siklus tertutup yang melewati titik dengan suhu nol).
Ada beberapa formulasi ekivalen dari hukum kedua termodinamika:
Postulat Clausius: "Proses melingkar tidak mungkin, satu-satunya hasil adalah perpindahan panas dari tubuh yang kurang panas ke yang lebih panas" (proses ini disebut proses Clausius).
Dalil Thomson (Kelvin): "Proses melingkar tidak mungkin, satu-satunya hasil adalah produksi kerja dengan mendinginkan reservoir panas" (proses ini disebut proses Thomson).
Rumusan lain dari hukum kedua termodinamika didasarkan pada konsep entropi:
"Entropi dari sistem yang terisolasi tidak dapat berkurang" (hukum entropi yang tidak menurun). Dalam keadaan dengan entropi maksimum, proses makroskopis ireversibel (dan proses perpindahan panas selalu ireversibel karena postulat Clausius) tidak mungkin dilakukan.
Ketika termodinamika statistik dibuat, yang didasarkan pada konsep molekuler, ternyata hukum kedua termodinamika memiliki karakter statistik: ini berlaku untuk perilaku sistem yang paling mungkin. Adanya fluktuasi mencegah penerapannya yang akurat, tetapi kemungkinan terjadinya pelanggaran yang signifikan sangat kecil. Artinya, perpindahan panas dari benda dingin ke yang lebih panas dimungkinkan, tetapi ini adalah peristiwa yang sangat tidak mungkin. Dan di alam, peristiwa yang paling mungkin terjadi.
Baca juga "Mesin gerak abadi jenis pertama" dan "Mesin gerak abadi jenis ketiga"
