Móviles perpetuos de primera especie o máquinas autosuficientes

(Esta entrada participa en el Carnaval de la Tecnología (5ª edición) que se celebra durante este mes de diciembre en brucknerite, administrado por Iván Rivera (@brucknerite).)

Un móvil perpetuo de primera especie es aquella máquina que, de manera aislada, produce energía de manera continuada sin sufrir cambios en ella misma, es decir, que genera energía que podríamos aprovechar para llevar a cabo ciertos procesos sin perder energía de la máquina en sí. Sería la máquina ideal si no fuera porque la termodinámica nos lo impide. Y sé que existe el famoso teorema de la conservación de energía, aquel que dice:

La energía ni se crea ni se destruye, se transforma.

Pero no sólo este teorema es el que nos impide hacer móviles perpetuos de primera especie, el que afecta especialmente es el Primer Principio de la Termodinámica. Este principio declara:

La variación de la energía interna de un sistema cerrado es la suma del calor dado o absorbido por el medio y el trabajo que este hace o se le aplica.

Móvil perpetuo de primera especie – piedra de afilar

O, resumido en una sencilla fórmula, . Si nos fijamos en la fórmula, veremos que interviene un intercambio de calor (Q) y un trabajo (W). Para que haya un intercambio de calor, o bien se le aplica calor al sistema o bien este calor se tiene que escapar del sistema. Sea el caso que sea, para que haya un intercambio de calor, este calor tiene que pasar de un lugar a otro, por lo tanto el sistema dejaría de ser cerrado, lo cual imposibilita la realización de un móvil perpetuo de primera especie.

En el caso del trabajo, es todavía más sencillo de entender: para que haya un trabajo, durante el proceso la máquina debe ceder parte de su energía al medio que lo rodea —un caso típico es el rozamiento—. Pues bien, si hay trabajo hay una pérdida o una ganancia de energía y, por lo tanto, se contradice la idea de una máquina que funcione plenamente con la totalidad de la energía que ella misma genera