Historia de las máquinas de movimiento perpetuo y su relación con la segunda ley termodinámica

Historia de las máquinas de movimiento perpetuo y su relación con la segunda ley termodinámica.

History of perpetual motion machines and their relationship with the second law of thermodynamics.

Estudiantes de pregrado de ingeniería mecánica:

Jorge Romero Peñaranda, Luis Parra Gonzales, Jaime Jimeno.

RESUMEN

Las Máquinas de Movimiento Perpetuo son dispositivos que parecen estar en movimiento perpetuo, mientras que un análisis más cercano se revela que realmente consumen una cierta clase de energía y esta supuestamente seria utilizable siempre, esto significa que se violaría la primera o la segunda ley de la termodinámica, La segunda ley de la termodinámica fue propuesta por Rudolf Clausius en 1850. El enunciado original es simple; dice: "el calor no puede por sí solo pasar de una fuente fría a una caliente". Algunos años después, Kelvin y Planck propusieron un enunciado que, aunque no lo parezca, es equivalente al de Clausius; dice: "es imposible que una máquina alimentada con cierta cantidad de calor produzca una cantidad igual de trabajo". Al hablar de máquina , el enunciado se refiere a un dispositivo que funcione en forma cíclica, o sea, luego de un ciclo el sistema vuelve a su situación inicial. Cuando la segunda ley habla de trabajo, se refiere a la energía útil que produce la máquina. La segunda ley posee una cualidad que la hace única entre todas las leyes fundamentales de la física. Sólo la segunda ley distingue pasado de futuro; dice que existen fenómenos que sólo se dan en un sentido y que es imposible que sucedan en sentido opuesto, como una película que se proyecta al revés. El calor sólo puede fluir de un cuerpo caliente a uno frío, y no al revés.

ABSTRACT

Perpetual motion machines are devices that appear to be in perpetual motion, while a closer examination reveals they actually consume some sort of energy and this supposedly would be used always, this means that would violate the first or the second law of thermodynamics, second law of thermodynamics was given by Rudolf Clausius in 1850. The original statement is simple, says: "The heat alone can not pass a cold to a hot source. " Some years later, Kelvin and Planck proposed a statement that, although not enough, is equivalent to Clausius, said: "It is impossible for a machine fed with a certain amount of heat to produce an equal amount of work. " Speaking of machines, the statement refers to a device that works in cycles, or after a cycle the system returns to its previous condition. When the second law refers to work, refers to the useful energy produced by the machine. The second law has a quality that makes it unique among all the fundamental laws of physics. Only the second law distinguishes past from future, says there are phenomena that occur only in one direction and it is impossible to happen in the opposite direction, like a film shown in reverse. The heat can only flow from a hot body to a cold, and not vice versa.

Key words: perpetual motion, energy, second law of thermodynamics, Rudolf Clausius.

Introducción

En este resumen se tratara acerca de la historia de las máquinas de movimiento perpetuo y su relación con la segunda ley de la termodinámica para la cual tendremos en cuenta la idea que surgió desde hace tiempo de generar artefactos que se muevan por siempre a partir de ellos mismos, y que aun sigue vigente. Y aún más fuerte, es la de construir objetos de valor que sean únicos y patentables. De alguna forma relacionamos esto con seres vivos, como si nosotros mismos no fueramos máquinas complejas que necesitan constantemente fuentes de energía externa para movernos.

Historia.

La idea la máquina de movimiento continuo tiene su origen probablemente en el siglo XII, en la India. Desde ahí llegó a Europa en el siglo XIII gracias a los árabes. Es muy probable que éstos, muy necesitados en sus países de mano de obra para el riego de los campos buscasen muy, una manera de propulsar sus numerosos elevadores de agua. Los europeos medievales, según el historiador de la técnica Friedrich Klemm, perseguían una finalidad más ideal: un movimiento circular continuo como imagen terrestre del movimiento divino de las esferas celestes, profanando "el pensamiento aristotélico, que reservaba los movimientos circulares eternos a cielos".

Los móviles perpetuos de la Edad Media eran en su mayoría, conforme al estado de la técnica por entonces, ruedas con barras giratorias o tubos en parte rellenos de mercurio. O sistemas de tubos donde fluía agua en circuito cerrado. Los inventores creían que podían conseguir un desequilibrio constante: las barras giratorias o los recipientes del líquido mantendrían siempre el baricentro de la rueda a un mismo lado del punto de giro, que descendería continuamente mientras la rueda girase. Si esto fuera posible, el mecanismo convertiría la energía potencial del campo gravitatorio en energía cinética y generaría sin cesar trabajo. Pero el baricentro de la rueda se alejará, como mucho, del centro de giro hasta donde le permitan las masas; además, después de una vuelta entera, si el mecanismo, conforme a la intención de quienes lo idearon, se encontrase de nuevo en la situación inicial, el baricentro volvería también a su altura original.

Relación con la segunda ley de la termodinámica.

Pero relacionando esto a lo que nos plantea la segunda ley de la termodinámica en términos más o menos sencillos diría lo siguiente: "No existe un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calor de una fuente y la conversión íntegra de este calor en trabajo",por lo tanto si esto no fuese cierto seria posible el móvil perpetuo de segunda especie, como por ejemplo hacer funcionar una central térmica tomando el calor del medio ambiente; aparentemente no habría ninguna contradicción, pues el medio ambiente contiene

...