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Patito insaciable o bebedor
Es un juguete originario de China que está constituido de:
1) Dos esferas de vidrio del mismo tamaño (inferior y superior)
2) Un tubo largo de vidrio que conectara a las dos esferas.
3) Un material absorbente (en algunos casos Fieltro en otros Algodón) que recubrirá a la esfera superior por la parte externa
4) En el interior de la esfera inferior contiene un líquido muy volátil como: éter etílico, o dietiléter H3C-CH2-O-CH2-CH3
5) Y una base de plástico en forma de patas para el patito
Para que el patito comience a funcionar, se le moja la cabeza con agua, para establecer una diferencia de temperaturas entre las esferas, lo que a su vez, provoca una diferencia de presiones esto sucede porque el éter es más ligero que el agua (su densidad es de 736 kg/m3), sin embargo su vapor es más denso que el aire (2,56 kg/m3). Su punto de ebullición es de 34,5 °C, al saber esto es fácil comprender que cuando el éter se evapora a temperatura ambiente, el vapor generado es más pesado que el aire y por esa diferencia de presiones el patito deciente (“toma” agua) al enfriarse su cabeza con agua el éter se condensa haciendo que el patito se enderece.
Este proceso durara siempre que el patito tenga su cabeza húmeda y la esfera superior se enfría porque el agua que absorbe el recubrimiento de la cabeza del patito se evapora continuamente
Este curioso patito se puede considerar como una máquina de movimiento perpetuo puesto que funciona extrayendo calor del medio ambiente y lo concentra transformándolo en trabajo, en la superficie del agua se sucede continuamente su evaporación con la correspondiente disminución de la temperatura
Bueno después de haber descubierto como es que funcionaba el ingenioso patito cabe señalar que este patito funciona atreves de la termodinámica y ahora permítanme explicarles que es “maquina de movimiento perpetuo” y “Termodinámica”.
La termodinámica puede definirse como el tema de la Física que estudia los procesos en los que se transfiere energía como calor y como trabajo.
Sabemos que se efectúa trabajo cuando la energía se transfiere de un cuerpo a otro por medios mecánicos. El calor es una transferencia de energía de un cuerpo a un segundo cuerpo que está a menor temperatura (el calor se transmite por Radiación, Convección o Conducción). O sea, el calor es muy semejante al trabajo.
Para poder entender un poco mas es imprescindible establecer una clara distinción entre tres conceptos básicos: temperatura, calor y energía interna.
1) La temperatura es una medida de la energía cinética media de las moléculas individules
2) El calor es una transferencia de energía, como energía térmica, de un objeto a otro debida a una diferencia de temperatura.
3) La energía interna (o térmica) es la energía total de todas las moléculas del objeto, o sea incluye energía cinética de traslación, rotación y vibración de las moléculas
El flujo de calor es siempre desde el objeto a mayor temperatura hacia el objeto a menor temperatura.
Esto nos lleva a la primera ley de la termodinámica que establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.
Es decir, esta ley define el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna
Según la segunda ley de la termodinámica, todo cuerpo con movimiento no inercial terminará por detenerse, en toda máquina o sistema en funcionamiento o movimiento siempre hay un desperdicio de energía que no se puede recuperar en palabras más simples no puede existir una fuente de energía perpetua o una máquina de movimiento perpetuo ya que éstas están destinadas a agotarse o detenerse en un periodo de tiempo más o menos largo.
Este principio limita en cierto grado la transformación de unas formas de energía en otras.
Los móviles perpetuos de primera especie violan la primera ley de la termodinámica, que es la que afirma la conservación de la energía. Así, producen más energía de la que consumen, pudiendo funcionar eternamente una vez encendidos. Muchos de estos diseños utilizan imanes como fuente de energía libre, y asumen que no hay rozamiento. Así, aunque estos inventos no puedan funcionar eternamente, son a veces capaces de funcionar por sí mismos por largos períodos, siempre que no se les obligue a realizar ningún trabajo sobre su entorno.
El móvil perpetuo de segunda especie es aquel que desarrolla un trabajo de forma cíclica (indefinida) intercambiando calor sólo con una fuente térmica. También es llamado móvil de Planck, y es imposible de construir bajo la Segunda ley de la termodinámica.
Otro tipo de móvil perpetuo Es un móvil que recibe una fuerza inicial para moverse. Esa energía la mantiene (conserva) indefinidamente pero no puede "crear" más movimiento, tampoco puede detenerse, ni ir más despacio, ni desacelerar. Todas las fuerzas de rozamiento (con el piso, con el aire, rozamiento interno del aparato) son anuladas ya que el móvil se encuentra en un vacio, y libre de interacción con fuerzas que lo detengan
En conclusión este lindo patito es un móvil de movimiento perpetuo de segunda especie que funciona a base de la termodinámica y también sabemos que en realidad no es “perpetuo” solo es por un largo periodo de tiempo
Recursos:
Patito insaciable
http://servicios.encb.ipn.mx/polilibros/fisicoquimica/PRESION%20DE%20VAPOR/diagrama%20agua.htm
http://servicios.encb.ipn.mx/polilibros/fisicoquimica/PRESION%20DE%20VAPOR/diagrama%20agua.htm
Termodinámica
Maquinas de Movimiento Perpetuo
