Il mistero delle macchine a moto perpetuo: perché le molecole danzano all'infinito?
Aggiornato il: 54-0-0 0:0:0

La vastità dell'universo è nata in un'esplosione scioccante, e la forma dell'universo che vediamo oggi è l'accumulo e la visualizzazione del movimento incessante di innumerevoli particelle microscopiche - molecole, atomi, elettroni, ecc. Nella teoria del moto molecolare, che spiega il comportamento della materia, si pensa che le molecole siano in movimento caotico senza fermarsi.

In questo momento, alcune persone saranno perplesse, dal momento che l'esistenza di macchine a moto perpetuo sulla terra sembra impossibile, perché può continuare a funzionare nel vasto universo fino alle profondità degli atomi microscopici?

Il concetto di macchine a moto perpetuo è emerso per la prima volta intorno allo 1200 d.C., originato in India e diffuso nell'Islam e in Europa attraverso canali religiosi. In Europa, il concetto di macchine a moto perpetuo ha suscitato grande interesse e boom di ricerca. Una macchina a moto perpetuo è definita come un dispositivo meccanico in grado di muoversi continuamente e di svolgere lavori senza la necessità di un apporto di energia esterno o di fare affidamento su un'unica fonte di calore.

Perché la macchina del moto perpetuo non è riuscita a uscire, dopo tutto? L'idea di una macchina a moto perpetuo del primo tipo – un dispositivo meccanico che non consuma energia e può svolgere permanentemente un lavoro esterno – viola direttamente la legge di conservazione dell'energia, che afferma chiaramente che l'energia non viene generata senza motivo né scompare senza motivo, ma si trasforma solo tra forme o oggetti diversi, e la quantità totale è costante.

Considerando la conservazione dell'energia, l'inesistenza di una macchina a moto perpetuo è data per scontata, perché nel moto meccanico, l'azione della forza di attrito converte una parte dell'energia meccanica in energia interna.

Il secondo tipo di macchina a moto perpetuo è l'idea di assorbire all'infinito il calore dalla natura, come l'acqua di mare o l'aria, e convertirlo in energia meccanica. Sebbene sembri conforme alla legge di conservazione dell'energia, contraddice la seconda legge della termodinamica. Questa legge mostra che non è possibile convertire tutta l'energia interna in energia meccanica senza perdite.

Pertanto, una macchina a moto perpetuo viola le leggi della termodinamica e la sua essenza non può essere realizzata.

Per quanto riguarda il principio del movimento irregolare delle molecole della materia, è stato scoperto per la prima volta dal botanico Brown in 1827 anni, e prendendo come esempio il polline, il polline sospeso nell'acqua mostrerà un moto irregolare senza fine, che è il cosiddetto moto browniano. Infatti, non solo il polline, ma anche i colloidi e altre particelle si possono trovare anche nei liquidi.

Le molecole, essendo la più piccola unità che mantiene le proprietà fisiche e chimiche della materia, sono in realtà in un movimento irregolare senza fine, con forze gravitazionali e repulsive tra le molecole, e ci sono spazi vuoti tra le molecole.

La distanza tra le molecole di gas è solitamente grande e la forza è relativamente piccola, quindi il gas ha una buona fluidità ed è facile da comprimere; Tuttavia, la distanza tra le molecole del liquido è breve e le forze gravitazionali e repulsive tra le molecole si bilanciano a vicenda, con il risultato che il liquido non ha una forma fissa ma non è facile da comprimere. La distanza intermolecolare dei solidi è minore e le forze intermolecolari sono grandi, risultando in una forma fissa e in una compressione difficile.

Quando un oggetto viene riscaldato, il movimento molecolare si intensifica e la spaziatura molecolare aumenta, un fenomeno noto come espansione e contrazione termica, motivo per cui il movimento irregolare delle molecole è chiamato movimento termico.

Per quanto riguarda il motivo per cui le molecole possono muoversi in modo irregolare senza fermarsi, deriva dall'energia (energia meccanica) trasportata dalle molecole stesse che compongono la materia, e ogni molecola si muove a causa dell'energia che trasporta. Sebbene il movimento delle singole molecole segua le leggi della meccanica, il movimento collettivo è statisticamente irregolare e irregolare.

Infatti, tutto nell'universo contiene energia, e teoricamente solo allo zero assoluto la materia può avere energia e non muoversi, ma lo zero assoluto è praticamente impossibile da raggiungere. Pertanto, tutti gli esseri al di sopra dello zero assoluto possiedono energia e si muovono di conseguenza.

In altre parole, non solo le molecole e gli atomi, ma tutto nell'universo si muove in un ciclo costante di energia, e l'energia segue la legge di conservazione dell'energia.

Vale la pena ricordare che il moto perpetuo e il moto perpetuo non sono lo stesso concetto. Prima di tutto, è importante capire che le macchine a moto perpetuo e il movimento irregolare delle molecole sono due cose diverse. In secondo luogo, il movimento irregolare delle molecole non sembra richiedere l'approvvigionamento energetico, ma in realtà, il movimento di tutta la materia nell'universo proviene dall'energia pura dell'universo al momento della sua nascita, e le molecole, gli atomi, ecc., costituiscono la materia, quindi si può dire che il funzionamento dell'universo si basa sulle innumerevoli molecole, atomi ed elettroni che esistono nell'universo.

Dobbiamo anche capire che una macchina a moto perpetuo non si riferisce a una macchina che può essere "spostata" in modo permanente. Se una macchina a moto perpetuo è definita come una macchina che è sempre in movimento, allora ognuno di noi è una macchina a moto perpetuo, perché gli elettroni negli atomi del nostro corpo sono in costante movimento, e anche tutte le particelle nell'universo sono in costante movimento. Ma è un errore pensare all'intero universo come a una macchina a moto perpetuo, perché il movimento delle particelle non può funzionare, quindi l'universo stesso non è una macchina a moto perpetuo.

Secondo la previsione di Kelvin, il padre della termodinamica, il destino ultimo dell'universo potrebbe essere quello di raggiungere il massimo dell'entropia, quando tutta la materia decadrà in leptoni e fotoni, e l'universo entrerà in uno stato di equilibrio termodinamico, che potrebbe essere il punto finale dell'universo.