O mașină cu mișcare perpetuă, sau în latină „perpetum mobile”, este o mașină ipotetică care ar putea funcționa pentru totdeauna după ce i-a dat un impuls inițial și fără a fi nevoie de alimentarea ulterioară cu energie.
Legile termodinamicii
Pentru a înțelege dacă un mobil perpetum este posibil sau imposibil, ar trebui să ne amintim primele două legi ale termodinamicii:
- Prima lege a termodinamicii spune: „Energia nu este nici creată, nici distrusă, ea poate trece doar în diferite stări și forme”. Adică, dacă se lucrează la un anumit sistem sau schimbă căldură cu mediul extern, atunci energia sa internă se modifică.
- A doua lege a termodinamicii. Potrivit lui, „entropia universului tinde să crească cu timpul”. Această lege indică în ce direcție se va desfășura spontan procesul termodinamic. În plus, această lege implică imposibilitatea transferului de energie de la un tip la altul fără pierderi.
Mașină cu mișcare perpetuă de primul și al doilea fel
Perpetuum mobile, sau în latină perpetuum mobile, este de două feluri:
- O mașină cu mișcare perpetuă de primul fel este o mașină care funcționează în mod constant fără furnizarea de energie externă și, în același timp, lucrează. Adică perpetum mobile de primul fel contrazice prima lege a termodinamicii, motiv pentru care, de altfel, a fost numit motorul de primul fel.
- O mașină cu mișcare perpetuă de al doilea fel este orice mașină care funcționează cu cicluri periodice, transformând un tip de energie în altul, de exemplu, mecanic în electric și invers, fără pierderi în procesul acestei transformări. Adică, o mașină cu mișcare perpetuă (perpetuum mobile) de al doilea fel contrazice a doua lege a termodinamicii.
Imposibilitatea existenței
O mașină cu mișcare perpetuă de primul fel contrazice legea fundamentală a fizicii despre conservarea energiei într-un sistem izolat, prin urmare nu poate exista. În ceea ce privește perpetuum mobile de al doilea fel, este, de asemenea, imposibil, deoarece în orice motor în funcțiune, energia este dispersată în diverse moduri, în principal sub formă de căldură.
Având în vedere că legile termodinamicii au fost verificate de câteva secole de experimente și experimente și nu au eșuat niciodată, putem spune cu siguranță că orice proiect de mașini cu mișcare perpetuă este o farsă. Astfel de proiecte apar adesea în diverse cercuri religioase, în care există credințe despre surse nesfârșite de energie și așa mai departe.
În plus, diverse mentale„paradoxuri”, care, s-ar părea, demonstrează eficiența anumitor telefoane mobile perpetuum. În toate aceste cazuri, vorbim despre erori în înțelegerea legilor fizicii, așa că astfel de „paradoxuri” mentale sunt instructive.
Căutarea istorică a mașinilor cu mișcare perpetuă și importanța acestora pentru dezvoltarea omenirii
Legile termodinamicii au fost în cele din urmă stabilite în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Potrivit acestora, orice mașină care rulează nu poate transfera energie dintr-o stare în alta cu o eficiență de 100%, ca să nu mai vorbim de furnizarea constantă de energie către alte sisteme fără a o furniza mașinii în sine.
În ciuda acestui fapt, mulți oameni de-a lungul istoriei și până în ziua de azi au căutat și continuă să caute diverse modele de mașini funcționale cu mișcare perpetuă, care pot fi comparate cu un fel de „elixir al tinereții” în domeniul mecanicii.
Toate modelele de astfel de mașini se bazează pe utilizarea diferitelor greutăți, unghiuri, proprietăți fizice sau mecanice ale unor substanțe specifice care se pot mișca constant și chiar crea o cantitate în exces de energie utilă. Vorbind despre vremurile moderne și despre nevoile sale uriașe de energie, se poate înțelege importanța perpetum mobile, care ar deveni o adevărată revoluție în dezvoltarea omenirii.
Revenind în istorie, primele modele cunoscute de mașini cu mișcare perpetuă au început să apară în Europa medievală. Se crede că invenția corespunzătoare din Bavaria în secolul al VIII-lea a devenit primul model al unei mașini cu mișcare perpetuă.secolul d. Hr.
Designuri celebre de mașini cu mișcare perpetuă în Evul Mediu
Din păcate, nu se știe nimic despre existența proiectelor mobile perpetum în societățile dinainte de Evul Mediu. Nu s-au păstrat informații că grecii sau romanii antici ar fi construit astfel de mașini.
Cea mai veche invenție a mașinii cu mișcare perpetuă cunoscută omenirii este roata magică. Deși nu s-au păstrat imagini ale acestei invenții, sursele scrise istorice spun că ea datează din timpul existenței Imperiului Merovingian pe teritoriul Bavariei moderne în secolul al VIII-lea. Cu toate acestea, unii istorici spun că această mașină nu a existat cu adevărat și că toate informațiile despre ea sunt o legendă.
Bhaskara a fost un matematician indian celebru care este recunoscut drept cel mai influent om de știință al Evului Mediu de pe continentul său. Lucrarea sa asupra ecuațiilor diferențiale precede lucrările similare ale lui Newton și Leibniz cu cinci secole. În jurul anului 1150, Bhaskara a inventat o roată care trebuia să se întoarcă pentru totdeauna. Din păcate, această invenție nu a fost niciodată construită, dar este prima dovadă fără îndoială a încercărilor de a crea mișcare perpetuă.
Prima invenție a unei mașini cu mișcare perpetuă din Europa este mașina celebrului francmason și arhitect francez din secolul al XIII-lea Villard de Honnecourt. Nu se știe cu siguranță dacă invenția sa a fost construită, dar în jurnalele lui Villard de Honnecourt se găsește o imagine a lui perpetuum mobile.
Inginer și inventator legendar din Florența, Leonardo da Vinci a creat și mai multe mașini - mașini cu mișcare perpetuă, iar în acest sens a fost cu câteva secole înaintea timpului său. Aceste mașini, desigur, s-au dovedit a fi inoperabile, iar omul de știință a concluzionat că mașinile cu mișcare perpetuă nu pot exista în fizică.
Mașini cu mișcare perpetuă ale New Age
Odată cu apariția timpurilor moderne, inventarea mașinii cu mișcare perpetuă a devenit o distracție populară, iar mulți inventatori și-au petrecut timpul creând o astfel de mașină. Acest boom se datorează în primul rând succesului în dezvoltarea mecanicii.
Astfel, inventatorul italian din secolul al XVI-lea Mark Zimara a proiectat o moară care funcționează mereu, iar olandezul Cornelius Drebbel a dedicat una dintre aceste invenții regelui englez. În 1712, inginerul Johann Bessler a analizat peste 300 de astfel de invenții și a decis să-și creeze propriul telefon mobil perpetuu.
Ca urmare, în 1775, membrii Academiei Regale de Științe din Paris au emis un decret prin care nu vor accepta nicio invenție care este asociată cu subiectul unei mașini cu mișcare perpetuă.
experimente de gândire
În fizica teoretică, experimentele de gândire sunt adesea folosite pentru a încerca să testeze legile fizice fundamentale. În ceea ce privește tema mașinilor cu mișcare perpetuă, pot fi menționate următoarele proiecte:
Demonul lui Maxwell. Vorbim despre o încălcare a celei de-a doua legi a termodinamicii, când un demon ipotetic separă un amestec de gaze. Acest experiment de gândire permiteînțelegeți esența entropiei sistemului
Mașina cu mișcare perpetuă a lui Richard Feynman, care funcționează prin fluctuații termice și, prin urmare, poate funcționa pentru totdeauna. De fapt, va funcționa atâta timp cât mediul are o temperatură mai mare decât motorul însuși
Speranța de a crea o mașină cu mișcare perpetuă a murit în sfârșit?
Nu putem spune cu certitudine că un mecanism capabil să funcționeze pentru totdeauna nu va fi inventat niciodată, întrucât omenirea încă nu știe prea multe despre Universul în care trăiește. Poate că va fi descoperită o specie de materie exotică, precum materia neagră din spațiu, despre care nu se știe aproape nimic. Comportarea acestei materii ne poate obliga să reconsiderăm legile termodinamicii. Aceste legi sunt atât de fundamentale încât orice modificare a domeniului lor de aplicare va fi similară cu influența teoriei lui Albert Einstein asupra legilor mecanicii clasice ale lui Isaac Newton și asupra dezvoltării fizicii în general. De asemenea, este posibil ca mișcarea perpetuă să existe în obiectele al căror comportament este guvernat de mecanica cuantică.
