El misterio de las máquinas de movimiento perpetuo: ¿por qué las moléculas bailan sin cesar?
Actualizado el: 54-0-0 0:0:0

La inmensidad del universo nació en una explosión impactante, y la forma del universo que vemos hoy es la acumulación y exhibición del movimiento incesante de innumerables partículas microscópicas: moléculas, átomos, electrones, etc. En la teoría del movimiento molecular, que explica el comportamiento de la materia, se cree que las moléculas están en movimiento caótico sin detenerse.

En este momento, algunas personas estarán desconcertadas, dado que la existencia de máquinas de movimiento perpetuo en la tierra parece imposible, ¿por qué puede continuar operando en el vasto universo hasta las profundidades de los átomos microscópicos?

El concepto de máquinas de movimiento perpetuo surgió por primera vez alrededor del año 1200 d.C., se originó en la India y se extendió al Islam y Europa a través de canales religiosos. En Europa, el concepto de máquinas de movimiento perpetuo ha despertado un gran interés y auge de la investigación. Una máquina de movimiento perpetuo se define como un dispositivo mecánico que es capaz de moverse y realizar trabajos de forma continua sin necesidad de una entrada de energía externa ni depender de una sola fuente de calor.

¿Por qué la máquina de movimiento perpetuo no salió después de todo? La idea de una máquina de movimiento perpetuo del primer tipo, un dispositivo mecánico que no consume energía y puede realizar trabajos externos permanentemente, viola directamente la ley de conservación de la energía, que establece claramente que la energía no se genera por ninguna razón ni desaparece por ninguna razón, sino que solo se transforma entre diferentes formas u objetos, y la cantidad total es constante.

Teniendo en cuenta la conservación de la energía, la inexistencia de una máquina de movimiento perpetuo se da por sentada, porque en el movimiento mecánico, la acción de la fuerza de fricción convierte una parte de la energía mecánica en energía interna.

El segundo tipo de máquina de movimiento perpetuo es la idea de absorber sin cesar el calor de la naturaleza, como el agua de mar o el aire, y convertirlo en energía mecánica. Aunque parece ajustarse a la ley de conservación de la energía, contradice la segunda ley de la termodinámica. Esta ley muestra que no es posible convertir toda la energía interna en energía mecánica sin pérdidas.

Por lo tanto, una máquina de movimiento perpetuo viola las leyes de la termodinámica y su esencia no puede ser realizada.

En cuanto al principio del movimiento irregular de las moléculas de la materia, fue descubierto por primera vez por el botánico Brown en 1827 años, y tomando el polen como ejemplo, el polen suspendido en el agua mostrará un movimiento irregular interminable, que es el llamado movimiento browniano. De hecho, no solo el polen, sino también los coloides y otras partículas también se pueden encontrar en los líquidos.

Las moléculas, como la unidad más pequeña que mantiene las propiedades físicas y químicas de la materia, están en realidad en un movimiento irregular sin fin, con fuerzas gravitacionales y repulsivas entre las moléculas, y hay espacios entre las moléculas.

La distancia entre las moléculas de gas suele ser grande y la fuerza es relativamente pequeña, por lo que el gas tiene buena fluidez y es fácil de comprimir; Sin embargo, la distancia entre las moléculas del líquido es corta, y las fuerzas gravitacionales y repulsivas entre las moléculas se equilibran entre sí, lo que hace que el líquido no tenga una forma fija pero no sea fácil de comprimir. La distancia intermolecular de los sólidos es menor y las fuerzas intermoleculares son grandes, lo que resulta en una forma fija y una compresión difícil.

Cuando un objeto se calienta, el movimiento molecular se intensifica y el espaciamiento molecular aumenta, un fenómeno conocido como expansión y contracción térmica, por lo que el movimiento irregular de las moléculas se denomina movimiento térmico.

En cuanto a por qué las moléculas pueden moverse irregularmente sin detenerse, proviene de la energía (energía mecánica) transportada por las propias moléculas que componen la materia, y cada molécula se mueve debido a la energía que lleva. Aunque el movimiento de las moléculas individuales sigue las leyes de la mecánica, el movimiento colectivo es estadísticamente irregular e irregular.

De hecho, todo en el universo contiene energía, y teóricamente solo en el cero absoluto la materia puede tener energía y no moverse, pero el cero absoluto es prácticamente imposible de alcanzar. Por lo tanto, todos los seres por encima del cero absoluto poseen energía y se mueven como resultado.

En otras palabras, no solo las moléculas y los átomos, sino todo en el universo se mueve en un ciclo constante de energía, y la energía sigue la ley de conservación de la energía.

Vale la pena mencionar que el movimiento perpetuo y el movimiento perpetuo no son el mismo concepto. En primer lugar, es importante entender que las máquinas de movimiento perpetuo y el movimiento irregular de las moléculas son dos cosas diferentes. En segundo lugar, el movimiento irregular de las moléculas no parece requerir suministro de energía, pero de hecho, el movimiento de toda la materia en el universo proviene de la energía pura del universo en el momento de su nacimiento, y las moléculas, átomos, etc., constituyen la materia, por lo que se puede decir que el funcionamiento del universo se basa en las innumerables moléculas, átomos y electrones que existen en el universo.

También tenemos que entender que una máquina de movimiento perpetuo no se refiere a una máquina que puede ser "movida" permanentemente. Si una máquina de movimiento perpetuo se define como una máquina que siempre está en movimiento, entonces cada uno de nosotros es una máquina de movimiento perpetuo, porque los electrones de los átomos de nuestro cuerpo están en constante movimiento, y todas las partículas del universo también están en constante movimiento. Pero es un error pensar en todo el universo como una máquina de movimiento perpetuo, porque el movimiento de las partículas no puede funcionar, por lo que el universo en sí mismo no es una máquina de movimiento perpetuo.

Según la predicción de Kelvin, el padre de la termodinámica, el destino final del universo puede ser alcanzar el máximo de entropía, cuando toda la materia se desintegrará en leptones y fotones, y el universo entrará en un estado de equilibrio termodinámico, que puede ser el punto final del universo.