Perpetuus Motuus Y La entropía independiente en el mismo ciclo

ARTÍCULO ORIGINAL

DIAS, Francisco Valdevan Alves ^[1]

DIAS, Francisco Valdevan Alves. Perpetuus Motuus Y La entropía independiente en el mismo ciclo. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Año 06, Ed. 06, Vol. 08, págs. 82 y 99. Junio de 2021. ISSN: 2448-0959, Enlace de acceso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/ingenieria-electrica/mismo-ciclo 

RESUMEN

El presente trabajo tiene como objetivo mostrar el desarrollo de un sistema de movimiento continuo para la generación de electricidad, que al recibir una fuerza inicial, produce energía para su propio trabajo indefinidamente: Un generador de energía infinita. De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, una máquina mecánica de movimiento perpetuo y perpetua, es imposible que suceda en la naturaleza. La nueva propuesta es el Perpetuus Motuus; surgió de las observaciones iniciales de los equipos analizados por separado y originó la base necesaria para el experimento, subvencionada por algunas referencias teóricas. Presentaremos el desarrollo de Perpetuus Motuus a partir del concepto llamado entropía independiente en el mismo ciclo, que nos hizo entender que la energía infinita es posible en lugar de ser generada, no creada de la nada, pero observamos que se puede generar a partir de una fuerza existente para luego independizarse, con esta fuerza aplicada en el sistema. , el equipo tecnológico trabajará armoniosamente haciendo que su trabajo final sea mayor que su trabajo inicial, ganando fuerza, aceleración y potencia. En vista de lo anterior se puede afirmar que generar energía infinitamente dentro del concepto de entropía independiente en el mismo ciclo, donde la entropía no interfiere en los resultados de los demás directamente es posible de acuerdo con los experimentos realizados y en base a las especificaciones técnicas de cada equipo, el sistema recibiendo una fuerza inicial X la producción final fue de 10X.

Palabras clave: Entropía, Energía Infinita, Perpetuus Motuus, Entropía Independiente, Perpetuum Móbile.

1. INTRODUCCIÓN

La entropía es una magnitud termodinámica que mide el grado de desorden o aleatoriedad de un sistema físico, que se asocia con la irreversibilidad de los estados de un sistema físico.Una palomita de maíz cuando se calienta se convierte en palomitas de maíz, este proceso es espontáneo ya que se espera este resultado, pero no se espera que el proceso inverso suceda de forma natural, es decir, que las palomitas de maíz se conviertan en maíz de nuevo. Si esto fuera posible, la entropía del sistema disminuiría y el proceso no sería espontáneo (WALKER, 2016).

En el concepto de termodinámica un sistema aislado térmicamente, la medición de la entropía siempre debe aumentar con el tiempo, hasta que alcance su valor máximo. La entropía se mide en kelvin (K), y su fórmula está dada por la relación entre la cantidad de calor transferido durante un proceso isotérmico por la temperatura a la que se produjo este proceso. Fórmula: ΔS = variación de la entropía – ΔQ – cantidad de calor – T – temperatura Entropía Final Entropía Inicial durante un proceso isotérmico (ΔQ < 0), quando um sistema perde calor, sua entropia diminui. Cuando un sistema recibe calor (ΔQ > 0), su entropía aumenta. Finalmente, cuando un sistema no realiza intercambio de calor (ΔQ = 0), su entropía permanece constante (YOUNG y FREEDMAN, 2008).

Para el sistema propuesto se tendrá en cuenta únicamente la entropía final resultante en el sistema, ya que desde el principio hasta el final del ciclo, todos los procesos termodinámicos ya han sido compensados por los componentes tecnológicos implicados. Un proyecto más parecido a la ley de los gases ideales, el ciclo de Carnot. (WALKER, 2016).

Según la termodinámica, si tomamos una jeringa, cubrimos la boquilla y aprietamos el cable, nos damos cuenta de que solo es posible acercarse a un determinado punto, porque la presión hará una fuerza contraria que tiende a equilibrarse. Esta fuerza contraria se produce debido al aumento de la presión y la disminución de la entropía dentro de la jeringa. En base a esta ley una motocicleta continua (mecánica) también conocida por su término latino perpetuum mobile es imposible de suceder en la naturaleza, ya que viola al menos la primera y segunda ley de la termodinámica (WALKER, 2016).

El sistema propuesto aquí es más parecido a la máquina de Carnot (1820), el diferencial es la capacidad de alimentarse, porque los componentes tecnológicos involucrados en el sistema pueden hacer ajustes térmicos, presión y velocidad. Su capacidad de funcionar puede desarrollar un trabajo en armonía de una manera precisa, permitiendo hacer que su trabajo final sea mayor que su trabajo inicial. Este sistema no es una motocicleta continua (Perpetuum Móbile) sino una Perpetuus Motuus (en portugués Movimiento Perpétuo). Perpetuus Motuus en latín con ‘us‘ al final significa (Nosotros) haciendo una connotación de la necesidad de que las personas trabajen juntas, aplicando una fuerza inicial, la inteligencia para asegurar su funcionamiento.

2. DESARROLLO

Para explicar el funcionamiento del sistema propuesto es muy importante entender la entropía independiente en el mismo ciclo. El sistema consiste en un generador de energía de presión de aire comprimido, en el que los principales equipos utilizados son: un compresor de aire (figura 1), una llave de impacto neumática (figura 2) y un alternador de energía (figura 3), inicialmente conectados en un ciclo abierto para en un momento dado cerrar el ciclo.

Figura 1: Compresor de aire.

Figura 2: Llave neumática.

Figura 3: Alternador de energía.

Para mostrar la entropía independiente en el mismo ciclo, se utilizará el cabezal del compresor de aire; el cilindro del compresor que almacena el aire; el tanque de interruptor neumático que almacena, transforma en trabajo y energía cinética. Los pistones contenidos en los compresores funcionan de manera similar a los pistones de combustión interna. (YOUNG y FREEDMAN, 2008).

Figura 4: Representa la parte interna de la cabeza.

Las imágenes de la Figura 5 representan las etapas en las que se encuentra la cámara de compresión durante su trabajo; S0, motor apagado; Si, entropía inicial donde la válvula de admisión está abierta y la válvula de expansión está cerrada; S2, las dos válvulas cerradas y el pistón comprimía el aire; S3, la válvula de admisión cerrada que el pistón está comprimiendo y la válvula de expansión se abre en el momento adecuado en un movimiento rápido, (YOUNG y FREEDMAN, 2008).

Figura 5: Estados de la cámara de compresión.

Para el funcionamiento del compresor (figura 1), se utilizará un compresor de aire comprimido que trabaje con un motor eléctrico de 5 HP conectado a una fuerza de potencia externa (figura 6).

Figura 6: Compresor conectado a una fuerza externa.

El trabajo se inicia con las válvulas cerradas y el pistón cerrado, al arrancar el motor el pistón desciende haciendo un vacío, la válvula de admisión se abre y el aire se succiona en la cámara, en la que encuentra una cierta entropía; entonces el pistón comienza a subir, la válvula de admisión se cierra y el aire se comprime fuertemente, aumentando la presión y disminuyendo la entropía, en el momento exacto durante la compresión la válvula de expansión se abre y el aire es empujado en el sistema. Todo esto sucede muy rápidamente provocando muchos fenómenos como calefacción, refrigeración, aumento de presión, caída de presión, aceleración y condensación. Sin embargo, para que esto suceda y el aire llegue al cilindro del compresor, todo el trabajo se lleva a cabo por el equipo tecnológico contenido en el compresor. Un compresor es una herramienta muy conocida en el mercado, por lo que no entraremos en detalles de cómo se realizan estas compensaciones, continuando con el gas listo, en condiciones ideales para ser utilizadas. El aire entra en el cilindro del compresor ya tratado, encuentra una entropía diferente a la anterior, en la que disminuye según la cantidad de aire que entra, las válvulas impiden que el aire vuelva y el cilindro solo recibe carga, cuando el cilindro compresor alcanza los 12 Newtons, 175 psi y 250 litros , alcanza su máxima capacidad y apaga automáticamente el motor que lo alimenta, este proceso tarda en promedio 8 minutos. En este punto, el compresor está listo para proporcionar el aire ideal para la llave neumática. La llave neumática al recibir la presión del aire comienza a acumularse, esperando la fuerza necesaria para su funcionamiento, la llave tiene un mecanismo de bomba a gas que continuamente fuerza el aire en un tanque de acero hasta que el aire se presuriza, alto rango de presión y baja entropía; Después de ser accionado el gatillo que puede ser manual o automático, el aire hace una fuerza, girando los mecanismos a alta velocidad y alta capacidad de par; La llave puede alcanzar las 3.900 rpm y los 2.400 N.m, 244,8 Kgfm de par. Con el generador acoplado al rotor de la llave neumática, que puede ser a través de poleas, correas, engranajes o incluso directamente al eje, el trabajo realizado por la llave neumática gira el eje del generador de potencia. La llave neumática será de muy par y baja rotación;  como la fuerza de la clave es demasiado alta, el alternador comenzará a generar energía; a medida que la rotación aumenta, el alternador comienza a hacer una fuerza contraria; la clave para compensar esta resistencia lanza sus martillos de impacto – componentes que forman parte del equipo interno – el compresor en ese momento estará trabajando sólo con el aire de su tanque, desconectado de la fuerza eléctrica y proporcionando el aire para el interruptor neumático; después de un período determinado, que en promedio toma un minuto según los experimentos realizados, el generador alcanza su rotación máxima, 1800 rpm, mientras que la llave neumática estará haciendo una fuerza menor en comparación con la fuerza inicial, debido a la velocidad del rotor y las cajas multiplicadoras. La llave neumática comienza a trabajar por debajo de su capacidad para ahorrar la mayor cantidad de aire posible, pero con suficientes rpm para el alternador que producirá hasta 12.900 Vatios de potencia y corriente de 58,4 / 33,9 A. Con la pérdida de presión el motor se activará automáticamente cuando el cilindro del compresor esté por debajo de 90 psi, presión utilizada por la llave neumática, pero para la reconexión del motor compresor, la energía provendrá del propio alternador, cerrando el ciclo para realizar el trabajo de forma independiente, pudiendo así seguir trabajando indefinidamente.

Figura 7: Ciclo del Perpetuus Mótuus.

Para relacionar la entropía con el trabajo y la energía, se llevaron a cabo experimentos, vale la pena mencionar que los experimentos de la Figura 8 son ejemplos didácticos para tener una mejor comprensión de cómo funciona la entropía dentro del sistema propuesto y cómo la entropía independiente en el mismo ciclo varía según la secuencia estratégica aplicada. En la imagen 1 de la Figura 8, una persona se encuentra con un peso elevado con ambos brazos estirados, aunque no parece estar realizando trabajo, en realidad lo es, sino internamente por el sistema del cuerpo de la persona, donde las células se van estirando y contrayendo realizando trabajos a nivel microscópico. Con cada vez que pasa el brazo baja por cansancio. El sistema corporal trabaja en armonía para compensar los cambios de energía en el proceso, haciendo así notoria la oscilación de la temperatura, la desestabilización de los brazos y el cambio en el color de la piel. En el ejemplo de la imagen 1, figura 8, fue posible mantener el peso erigido durante 2 minutos (WALKER, 2016).

En las imágenes 2 y 3 de la figura 8, la masa y altura se mantuvo igual que en el ejemplo anterior, pero sostiene el peso levantando solo uno de sus brazos, mientras que el otro se baja; cuando comienza a bajar el brazo por fatiga provocada por el trabajo interno, levanta el otro brazo y cambia el peso de las manos como se muestra en la imagen 3, manteniendo el peso en el mismo rango de altura y baja el brazo cansado para descansar; así, mientras descansa, la entropía dentro del sistema cambia al hacer ajustes de presión y temperatura. Este proceso se repite hasta que ya no es capaz de aguantar el peso, pudiendo repetir el movimiento de cambio de brazos, tantas veces como sea necesario. En este último ejemplo el resultado fue 10 veces mayor, manteniendo el peso durante 20 minutos. A pesar de ser el mismo sistema, igual peso y altura, el sistema realizaba el trabajo de forma diferente, donde el trabajo del brazo realizado en el desplazamiento de abajo hacia arriba y de arriba hacia abajo en el intercambio de brazos, era menor que el trabajo con Ambos brazos levantados, debido a las compensaciones térmicas realizadas por el sistema, que proporcionaban una ganancia mucho mayor al realizar el trabajo de manera estratégica e inteligente (WALKER, 2016).

Figura 8: experimento realizado.

Aunque la observación parece simple, la comprensión termina siendo muy compleja sin entender la entropía asociada. En Perpetuus Motuus sucede similar al experimento de la Figura 8, donde las válvulas, el sistema de refrigeración, los controles de presión y los ajustes de velocidad realizan las compensaciones, provocando que las etapas no tengan una conexión directa y funcionen de forma independiente, es decir, la entropía en cada cámara no influye directamente en los resultados de la otra , haciendo que el trabajo inicial sea menor que su trabajo final, proporcionando así una ganancia mucho mayor al final del ciclo, debido a las trampas de entropía independientes a pesar de estar en el mismo ciclo.

Símbolos como referencias y especificaciones técnicas:

S – entropía;

S0 – entropía 0, estado de la cámara de compresión con el motor apagado

Si – entropía inicial, estado de la cámara de compresión con la válvula de admisión abierta y la válvula de expansión cerrada

S2 – entropía 2, estado de la cámara de compresión con las dos válvulas cerradas y el pistón comprimiendo el aire;

S3 – entropía 3, estado de la cámara de compresión con la válvula de admisión cerrada y la válvula de expansión abierta;

Cámara de compresión de estado S4, cilindro del compresor;

S5 – estado de la cámara de compresión de la llave neumática;

F6 – energía eléctrica generada por el alternador;

Fi – fuerza inicial;

FF- fuerza final;

∉ – no forman parte del mismo grupo;

W  -trabaje;

K – Kelvin;

ΔQ – cantidad de calor;

ΔS – Variación de la entropía;

ΔSs – suma de variaciones de entropía;

J – Julios;

| S1<S0 | S2<S1 | S3>S2 |S3∉S1| S3<S4 | S4>S5 | S5∉S1 | S5∉S2 | S5∉S3 | S5<S1|;

Figura 9: Especificaciones del compresor de aire: Figura 1.

Compresor de aire comprimido – PSI: 175, – BAR: 12: Depósito: 250 Litros: Tiempo de llenado: 8 minutos: Número de cilindros: 2: Número de etapas: 2: dB: 76: RPM de la culata: 1050: RPM del motor: 3450: Motor eléctrico CV: 5 = 3.677.495 W / 3.750 W: Número de polos: 2: Diámetro del volante: 422: Correa.

Figura 10: Especificaciones de la llave neumática: figura 2.

Llave neumática: – Destornillador neumático, tiene un gatillo en el interior del mango, ideal para trabajar en talleres de neumáticos, talleres, camiones, autobuses, tractores, etc. Gatillo de seguridad del operador de acción suave que permite un mejor control de la velocidad. Fácil mantenimiento, precisión en el trabajo, uso profesional, especificaciones técnicas: Eje: 1 ″ Velocidad libre: 3900 RPM, par máximo: 2400 Nm, 244,8 Kgfm, capacidad tornillo: 38 mm, – entrada de aire: 1/2 ″, – manguera recomendada: 1/2 ″, – presión de aire recomendada: 8-10 kg / cm², 90 PSI.

Figura 11: Especificaciones del alternador de potencia: Figura 3.

Alternador / generador de energía: Tipo compuesto, Potencia 12,9 kVA, 12900W, N^o de fases Trifásico, Voltaje 127 V / 220 V, Frecuencia 60 Hz, Corriente máxima 58,4 / 33,9 A, Rotación 1800 rpm, Bastidor 180 mm, Grado de protección IP21.

3. CONCLUSIÓN

Conversiones de las energías utilizadas y generadas por el sistema:

-90 libras = 40.82 kilogramos

Fórmula: Multiplique el valor en libras por el factor de conversión ‘0.4536’.

Por lo tanto, 90 libras = 90 × 0.4536 = 40.8233133 kilogramos.

-244,8 (244,8) kg-metro de fuerza = 66690 Vatios-hora (Wh)

Fórmula: Multiplique el valor en kilogramos-medidor de fuerza por el factor de conversión ‘273.3’.

Por lo tanto, 244,8 kg-medidor de fuerza = 244,8 × 273,3 = 66685,2199999 Vatios-hora (Wh).

-Trabajo inicial = 3677.495 (3677.495) kilovatios-hora (kWh) = 1.3239 × 10¹⁰ Julios (J)

Fórmula: Multiplique el valor en kilovatios-hora (kWh) por el factor de conversión ‘3.6005 × 10^6′. Por lo tanto, 3677.495 kilovatios hora (kWh) = 3677.495 × 3.6005 × 10⁶ = 1,3238982 × 10¹⁰ o 13238982000 Julios (J).

-Trabajo final = 12900 kilovatios hora (kWh) = 4.644 × 10¹⁰ Julios (J)

Fórmula: Multiplique el valor en kilovatios-hora (kWh) por el factor de conversión ‘3,6 × 10^6′. Por lo tanto, 12900 kilovatios hora (kWh) = 12900 × 3,6 × 10⁶ = 4.644 ×10 ¹⁰ o 46440000000 Joules (J).

Cálculos de la variación de la entropía en el sistema

Figura 12: ΔS1 = Variación de la entropía en la etapa 1.

Figura 13: ΔS2 = Variación de la entropía en la etapa 2.

Figura 14: ΔS3 = Variación de la entropía en la etapa 3.

ΔS3 = > S5<S4

Los valores que se utilizan para representar las variaciones de entropías en el sistema son valores hipotéticos, pues si se colocaran los valores reales serían absurdamente altos, pero las diferencias que determinan cuáles son mayores o menores que (> <) son correctas , (JEARL WALKER, 2016).

|Si > S2, S3, S4, S5|S2 < Si, S3, S4 | S4 > S3, S5 | S5 < Si, S2, S3, S4 || ΔS1<ΔS2, ΔS3 | ΔS3<ΔS2 | ΔS2>ΔS1, ΔS3|.

ΔS = Sf – Si

ΔS1 = 15 – 10 = 5

ΔS2 = 25 – 15 = 10

ΔS3 = 5 – 25 = -20

ΔSs = ΔS1 + ΔS2 + ΔS3

ΔSs = 5 + 10 + (-20)

ΔSs = -5

ΔS = Sf – Si

ΔS = -5 – (100) = -105

Sf < Si => Disminución de la entropía.

Con base en las especificaciones técnicas y experimentos realizados, se observó un resultado satisfactorio de ganancia de trabajo y consecuentemente de energía eléctrica, ya que el motor del compresor consume 3.677.495 qués para su operación mientras que el sistema produce 12.900 qués; teniendo un excedente de 9.222.505 Whats. Cabe destacar que el sistema aquí propuesto puede ser ensamblado en diferentes tamaños, utilizando diferentes equipos que trabajen con aire comprimido, donde los más populares son: llave neumática, destornillador neumático, pistola neumática, trituradora neumática, batidora neumática o mecanismos que realizan cualquier tipo. de trabajo para rotar, vibrar, empujar, levantar, bajar. Las potencias y tamaños varían según las necesidades de cada proyecto. Comparado con energía solar, fotovoltaica, eólica y similares, el sistema propuesto tiene numerosas ventajas, tales como: Reducción del espacio físico, menor costo de implementación, implementación práctica, no depende de las condiciones climáticas, genera en cualquier momento independiente del sol, viento o lluvia.

Según la primera Ley de la termodinámica la energía no puede ser creada y no sale de la nada; esto es de hecho una gran verdad, pero una de las ventajas de Perpetuus Motuus es que la energía acumulada en forma de presión de aire comprimido puede ser almacenada y llevada de un lugar a otro, permitiendo la iniciación del sistema en cualquier momento dependiendo sólo de un flujo de aire para su funcionamiento.

4. CONSIDERACIONES FINALES

A través de este trabajo mostramos el desarrollo y las pruebas iniciales de un Perpetuus Motuus, un sistema que funciona en un ciclo inteligente utilizando aire comprimido para la producción de energía mecánica / eléctrica, trabajando desde una fuerza inicial, dependiendo solo de un flujo de aire y de la vida útil del equipo para producir energía indefinidamente. La entropía independiente se evidenció en el mismo ciclo, un fenómeno físico proporcionado por la cibernética en su terminología. Entendemos cómo y por qué la energía puede ser generada, mejorada y transformada, haciendo posible producir más que su consumo, verificando así la entropía independiente en el mismo ciclo. Así, este proyecto aportará varios beneficios a la sociedad porque es una fuente de energía renovable, de gran capacidad de producción, de bajo costo, capaz de producir en un espacio físico pequeño, no vulnerable a las condiciones climáticas y con bajos niveles de impactos ambientales. De esta manera es imposible que Perpetuus Motuus suceda en la naturaleza espontáneamente sin una persona que pueda crear tal sistema debido a la tecnología y la inteligencia asociada.

REFERENCIAS

WALKER, Jearl. Fundamentos de física, gravitação, ondas e termodinâmica, décima edição. Rio de Janeiro: LTC, 2016, pág. 643, volume 2, (ISBN 978-85-216-3206-1).

______.  Fundamentos de física, gravitação, ondas e termodinâmica, décima edição. Rio de Janeiro: LTC, 2016, 552, volume 2, (ISBN 978-85-216-3206-1), (processos Irreversíveis e Entropia Halliday & Resnick).

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______. Fundamentos de física, gravitação, ondas e termodinâmica, décima edição. Rio de Janeiro: LTC, 2016, 597, volume 2, 20-17 (ISBN 978-85-216-3206-1), (Uma Visão Estatística da Entropia, Halliday & Resnick).

______.  Fundamentos de física, gravitação, ondas e termodinâmica, décima edição. Rio de Janeiro: LTC, 2016, 485,486, volume 2 (ISBN 978-85-216-3206-1), (Halliday & Resnick, a teoria cinética dos gases, o número de avogadro).

______.  Fundamentos de física, gravitação, ondas e termodinâmica, décima edição. Rio de Janeiro: LTC, 2016, 182, volume 2 (ISBN 978-85-216-3206-1), (Halliday & Resnick, teorema do trabalho e energia cinética).

YOUNG e FREEDMAN, Física II, termodinâmica e ondas, 12ª edição.São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2008, 293 – 302, (ISBN 978-85-88639-33-1), (Sears & Zemansky, entropia).

YOUNG e FREEDMAN, Física II, termodinâmica e ondas, 12ª edição. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2008, 284-292, cap. 20.4, (ISBN 978-85-88639-33-1), (Sears & Zemansky, Refrigeradores).

^[1] Funcionario Municipal, Bachillerato.

Presentada: Abril de 201.

Aprobado: Junio de 2021.