Sürekli Hareket Eden Makinelerin Gizemi: Moleküller Neden Durmadan Dans Eder?
Güncellenme tarihi: 54-0-0 0:0:0

Evrenin uçsuz bucaksızlığı şok edici bir patlamayla doğdu ve bugün gördüğümüz evrenin şekli, sayısız mikroskobik parçacığın - moleküller, atomlar, elektronlar vb. - aralıksız hareketinin birikimi ve görüntüsüdür. Maddenin davranışını açıklayan moleküler hareket teorisinde, moleküllerin durmadan kaotik bir hareket içinde olduğu düşünülmektedir.

Bu zamanda, bazı insanlar şaşkına dönecek, çünkü yeryüzünde sürekli hareket eden makinelerin varlığı imkansız görünüyor, neden uçsuz bucaksız evrende mikroskobik atomların derinliklerine kadar çalışmaya devam edebilir?

Sürekli hareket makineleri kavramı ilk olarak MS 1200 civarında ortaya çıktı, Hindistan'da ortaya çıktı ve dini kanallar aracılığıyla İslam ve Avrupa'ya yayıldı. Avrupa'da, sürekli hareket makineleri kavramı büyük ilgi uyandırdı ve araştırma patlaması yarattı. Sürekli hareket makinesi, harici bir enerji girişine ihtiyaç duymadan veya tek bir ısı kaynağına güvenmeden sürekli hareket edebilen ve iş yapabilen mekanik bir cihaz olarak tanımlanır.

Sonuçta sürekli hareket makinesi neden ortaya çıkmadı? Birinci türden sürekli hareket eden bir makine fikri – hiç enerji tüketmeyen ve sürekli olarak dış iş yapabilen mekanik bir cihaz – enerjinin ne sebepsiz yere üretildiğini ne de sebepsiz yere yok olduğunu, sadece farklı biçimler veya nesneler arasında dönüştüğünü ve toplam miktarın sabit olduğunu açıkça belirten enerjinin korunumu yasasını doğrudan ihlal eder.

Enerjinin korunumu göz önüne alındığında, sürekli hareket eden bir makinenin olmaması doğal olarak kabul edilir, çünkü mekanik harekette, sürtünme kuvvetinin etkisi mekanik enerjinin bir kısmını iç enerjiye dönüştürür.

İkinci tür sürekli hareket makinesi, deniz suyu veya hava gibi doğadan gelen ısıyı sonsuz bir şekilde emmek ve onu mekanik enerjiye dönüştürmek fikridir. Enerjinin korunumu yasasına uygun gibi görünse de, termodinamiğin ikinci yasasıyla çelişmektedir. Bu yasa, tüm iç enerjiyi kayıpsız olarak mekanik enerjiye dönüştürmenin mümkün olmadığını göstermektedir.

Bu nedenle, sürekli hareket eden bir makine termodinamik yasalarını ihlal eder ve özü gerçekleştirilemez.

Madde moleküllerinin düzensiz hareketi ilkesine gelince, ilk olarak botanikçi Brown tarafından 1827 yılda keşfedildi ve poleni örnek alırsak, suda asılı kalan polen hiç bitmeyen düzensiz bir hareket gösterecektir, bu da Brown hareketi olarak adlandırılır. Aslında, sadece polen değil, aynı zamanda kolloidler ve diğer parçacıklar da sıvılarda bulunabilir.

Maddenin fiziksel ve kimyasal özelliklerini koruyan en küçük birim olan moleküller, aslında moleküller arasında hem çekim hem de itme kuvvetleri ile hiç bitmeyen düzensiz bir hareket halindedirler ve moleküller arasında boşluklar vardır.

Gaz molekülleri arasındaki mesafe genellikle büyüktür ve kuvvet nispeten küçüktür, bu nedenle gaz iyi bir akışkanlığa sahiptir ve sıkıştırılması kolaydır; Bununla birlikte, sıvının molekülleri arasındaki mesafe kısadır ve moleküller arasındaki yerçekimi ve itme kuvvetleri birbirini dengeler, bu da sıvının sabit bir forma sahip olmamasına ancak sıkıştırılmasının kolay olmamasına neden olur. Katıların moleküller arası mesafesi daha küçüktür ve moleküller arası kuvvetler büyüktür, bu da sabit bir şekil ve zor sıkıştırma ile sonuçlanır.

Bir nesne ısıtıldığında, moleküler hareket yoğunlaşır ve moleküler boşluk artar, bu termal genleşme ve büzülme olarak bilinen bir fenomendir, bu nedenle moleküllerin düzensiz hareketine termal hareket denir.

Moleküllerin neden durmadan düzensiz hareket edebildiğine gelince, bu, maddeyi oluşturan moleküllerin kendilerinin taşıdığı enerjiden (mekanik enerji) gelir ve her molekül taşıdığı enerji nedeniyle hareket eder. Bireysel moleküllerin hareketi mekanik yasalarını takip etse de, kolektif hareket istatistiksel olarak düzensiz ve düzensizdir.

Aslında, evrendeki her şey enerji içerir ve teorik olarak yalnızca mutlak sıfırda madde enerjiye sahip olabilir ve hareket etmez, ancak mutlak sıfıra ulaşmak neredeyse imkansızdır. Bu nedenle, mutlak sıfırın üzerindeki tüm varlıklar enerjiye sahiptir ve sonuç olarak hareket eder.

Başka bir deyişle, sadece moleküller ve atomlar değil, evrendeki her şey sabit bir enerji döngüsü içinde hareket eder ve enerji, enerjinin korunumu yasasını takip eder.

Sürekli hareket ve sürekli hareketin aynı kavram olmadığını belirtmekte fayda var. Her şeyden önce, sürekli hareket eden makinelerin ve moleküllerin düzensiz hareketinin iki farklı şey olduğunu anlamak önemlidir. İkincisi, moleküllerin düzensiz hareketi enerji kaynağı gerektirmiyor gibi görünmektedir, ancak aslında evrendeki tüm maddenin hareketi, evrenin doğduğu andaki saf enerjisinden gelir ve moleküller, atomlar vb. maddeyi oluşturur, bu nedenle evrenin işleyişinin evrende var olan sayısız molekül, atom ve elektrona dayandığı söylenebilir.

Ayrıca, sürekli hareket eden bir makinenin, kalıcı olarak "hareket ettirilebilen" bir makineye atıfta bulunmadığını da anlamamız gerekir. Sürekli hareket eden bir makine, sürekli hareket eden bir makine olarak tanımlanırsa, o zaman her birimiz sürekli hareket eden bir makineyiz, çünkü vücudumuzdaki atomlardaki elektronlar sürekli hareket halindedir ve evrendeki tüm parçacıklar da sürekli hareket halindedir. Ancak tüm evreni sürekli hareket eden bir makine olarak düşünmek bir hatadır, çünkü parçacıkların hareketi iş yapamaz, bu yüzden evrenin kendisi sürekli bir hareket makinesi değildir.

Termodinamiğin babası Kelvin'in öngörüsüne göre, evrenin nihai kaderi, tüm maddenin leptonlara ve fotonlara bozunacağı ve evrenin son noktası olabilecek bir termodinamik denge durumuna gireceği maksimum entropiye ulaşmak olabilir.