Perpetuum mobile

Perpetuum mobile (z łac. wiecznie ruchome) to hipotetyczna maszyna, której zasada działania, sprzeczna z prawami fizyki, umożliwiałaby jej prace w nieskończoność.

Próby zbudowania perpetuum mobile podejmowane były już w XIII wieku, a szczególne zainteresowanie tą koncepcją przypadło na wiek XVI i XVII. Obecnie bardzo rzadko podejmowane są tego typu próby, jednak powstają idee i konstrukcje próbujące wykorzystać nieznane lub niepotwierdzone zjawiska i źródła energii. Ruch ten jest częścią wolnej energii.

Mimo sprzeczności działania takiej maszyny z prawami fizyki, rozważania z pogranicza fantastyki są bardzo silnym bodźcem dla nowych pomysłów, których brakuje wynalazcom. Podważana jest także dokładność II zasady termodynamiki. Prace te bywają kupowane i finansowane przez rozmaite firmy, co dodatkowo przyciąga naciągaczy.

Obecnie istnieją jednak maszyny, które działają na pierwszy rzut oka jak perpetuum mobile, np. precyzyjnie skonstruowany zegar mechaniczny może działać bez nakręcania nawet kilkaset lat, jeśli opory ruchu jego części są bardzo małe i ma on źródło energii w postaci np. silnej sprężyny.

Historia perpetuum mobile

          Najgłośniej wokół idei perpetuum mobile było między XVI a XVIII wiekiem, kiedy pojawili się ludzie podający się za wynalazców takiej maszyny. Najbardziej znanym z nich był Orffyreusz, którego prawdziwe nazwisko brzmiało Johann Ernst Bessler.

Pozostała po nim bogata literatura historyczna związana z jego działalnością i prototypami maszyn, które były przez niego zbudowane.

W 1712 roku w mieście Gera w obecności miejscowej elity Besseler zademonstrował działanie pierwszej wersji swojego urządzenia. Miało wysokość około 1,5 metra . Raz uwolniony mechanizm działał ponoć bez przerwy. Było to atrakcja dla miasteczka. Przychodzili to oglądać miejscowi notable, szlachta, duchowni a później gawiedź. Powołano komisję, która potwierdziła prawdziwość urządzenia. Pojawili się chętni nabycia tego wynalazku, ale Orffyreusz zażądał olbrzymiej sumy 100 000 talarów i nie znalazł kupca. Później pokazywał swoją konstrukcję w Draschwitz w Saksonii. Budował następne wersje, gdy w przypływie złości pierwszą zniszczył. Jego wynalazkiem interesował się car Piotr Wielki a praktyczną opiekę sponsorską zagwarantował mu Landgraf Hesji-Kassel Karol. Dla orędowników akademickiej nauki, to jeszcze jeden przypadek hochsztaplera. Orffyreusz, musiał oszukiwać swojego mecenasa i wszystkich zainteresowanych. Okazuje się, jednak, że analiza przekazów historycznych może dawać różne interpretacje.

Orffyreusz pokazał w ciągu swojego życia kilka wersji urządzenia. Najdoskonalsze z nich miało 3 metry wysokości i składało się z dwóch kół. Jedno obracało się i przenosiło kule w odpowiednie pozycje, drugie było w stanie spoczynku i stanowiło podstawę dla mechanizmu podnoszenia tych kul do góry. Pod koniec życia pomagająca mu służąca zasugerowała, że urządzenie to jest wspomagane z zewnątrz.

Perpetuum mobile I rodzaju

             Perpetuum mobile pierwszego rodzaju, to maszyna, która wytwarza co najmniej tyle energii, ile sama zużywa tj. działa bez pobierania energii z zewnątrz. Miałby to być samonapędzający się mechanizm. Taką konstrukcją mógłby być np. silnik spalinowy mający sprawność cieplną większą od jedności. Perpetuum mobile pierwszego rodzaju to także maszyna, która raz wprawiona w ruch działałaby wiecznie, o ile zostałaby ona umieszczona w idealnej próżni i pozbawiona całkowicie kontaktu z otoczeniem (czyli o ile można byłoby zaniedbać opory ruchu).

**Czy można zbudować perpetuum mobile pierwszego rodzaju?** 

Z pomocą przychodzi tu pierwsza zasada termodynamiki. Załóżmy, że posiadamy układ o energii wewnętrznej Eu i że dostarczamy do niego energię Ed ,a wyprowadzamy Ew.

Ed=∆ Eu+ Ew

Silnik jest maszyną wykonującą w sposób ciągły pracę. Jego Ew>0. Zakładając, że energia wewnętrzna ciała jest skończona, bez energii doprowadzanej do układu Ed, nie może on działać. Oznacza to, że niemożliwe jest skonstruowanie perpetuum mobile I rodzaju, ponieważ byłoby to sprzeczne z pierwszą zasadą termodynamiki, czyli z zasadą zachowania energii mechanicznej.

Perpetuum mobile pierwszego rodzaju jest jedynie wszechświat.

Perpetuum mobile II rodzaju

Perpetuum mobile drugiego rodzaju, to maszyna, która generuje energię bez wzrostu całkowitej entropii. Taką maszyną byłby np. silnik, który produkowałby energię z wody poprzez zamienianie jej w lód, czyli pobierana z otoczenia energia ciepła miałaby całkowicie być zamieniana na pracę.

**Czy można zbudować perpetuum mobile drugiego rodzaju?**

Tu z kolei z pomocą przychodzi II zasada termodynamiki. Jest to zasada oparta na wnioskach doświadczalnych, zgodna jak dotąd ze wszystkimi poznanymi zjawiskami w przyrodzie. Mówi ona, że wszystkie zjawiska w przyrodzie, obejmujące dość dużą liczbę cząstek, są nieodwracalne. Na przykład, przepływ ciepła odbywa się tylko od ciała cieplejszego do zimniejszego. Podobnie, dwa gazy o różnych ciśnieniach po usunięciu przegrody mieszają się i samoczynnie już się nie rozdzielą.

Energia w tych przemianach nie ginie, ale zmienia swoją postać na bezużyteczną z punktu widzenia energetyki.

Perpetuum mobile drugiego rodzaju jest to urządzenie, wykonujące dodatnią pracę kosztem ciepła, pobranego z jednego tylko źródła. Spróbujmy to wykazać, w oparciu o fakt (definicję II zasady termodynamiki Clausiusa), że ciepło nie może samorzutnie przejść z ciała o temperaturze niższej do ciała o temperaturze wyższej.

Gdyby perpetuum mobile drugiego rodzaju  mogło istnieć, możnaby zbudować silnik, zasilany z zimniejszego źródła ciepła, napędzający pompę grzejną, przesyłającą ciepło z ciała chłodniejszego (tego do którego podłączony jest także napędzający silnik) do cieplejszego. Jednak byłoby to nic innego jak samorzutny przepływ ciepła z ciała zimniejszego do cieplejszego, a to jest niemożliwe, gdyż zaprzeczałoby to drugiej zasadzie termodynamiki.

ŹRÓDŁO: WIKIPEDIA oraz 

http://www.kvarkadabra.net

http://www.ndw.v.pl        

http://dione.ids.pl         

http://www.ippt.gov.pl     

www.geocities.com