Perpetum motor, ili na latinskom "perpetum mobile", hipotetski je stroj koji bi mogao funkcionirati zauvijek nakon što mu da početni impuls i bez potrebe za naknadnim opskrbom energijom.
Zakoni termodinamike
Da bismo razumjeli je li perpetum mobile moguć ili nemoguć, treba se sjetiti prva dva zakona termodinamike:
- Prvi zakon termodinamike kaže: "Energija se ne stvara niti uništava, može samo prijeći u različita stanja i oblike." To jest, ako se rad obavlja na danom sustavu ili izmjenjuje toplinu s vanjskim okruženjem, tada se njegova unutarnja energija mijenja.
- Drugi zakon termodinamike. Prema njemu, "entropija svemira ima tendenciju porasta s vremenom". Ovaj zakon pokazuje u kojem smjeru će se termodinamički proces odvijati spontano. Osim toga, ovaj zakon podrazumijeva nemogućnost prijenosa energije s jedne vrste na drugu bez gubitaka.
Perpetualni motor prve i druge vrste
Perpetuum mobile, ili na latinskom perpetuum mobile, ima dvije vrste:
- Perpetum motor prve vrste je stroj koji neprestano radi bez dovoda vanjske energije i istovremeno obavlja neki posao. Odnosno, perpetum mobile prve vrste je u suprotnosti s prvim zakonom termodinamike, zbog čega je, usput rečeno, nazvan motorom prve vrste.
- Vječni motor druge vrste je svaki stroj koji radi s periodičnim ciklusima, pretvarajući jednu vrstu energije u drugu, na primjer, mehaničku u električnu i obrnuto, bez ikakvih gubitaka u procesu ove transformacije. To jest, vječni motor (perpetuum mobile) druge vrste proturječi drugom zakonu termodinamike.
Nemogućnost postojanja
Prva vrsta perpetualnog motora proturječi temeljnom zakonu fizike o očuvanju energije u izoliranom sustavu, stoga ne može postojati. Što se tiče perpetuum mobilea druge vrste, to je također nemoguće, jer se u bilo kojem motoru koji radi energija raspršuje na različite načine, uglavnom u obliku topline.
S obzirom na to da su zakoni termodinamike provjereni kroz nekoliko stoljeća eksperimenata i eksperimenata i da nikada nisu propali, možemo sa sigurnošću reći da su svi projekti vječnih motora obmana. Takvi projekti često nastaju u raznim vjerskim krugovima, u kojima postoje uvjerenja o beskrajnim izvorima energije i tako dalje.
Nadalje, razni mentalni"paradoksi", koji, čini se, pokazuju učinkovitost određenih perpetuum mobile-a. U svim tim slučajevima govorimo o greškama u razumijevanju zakona fizike, pa su takvi mentalni "paradoksi" poučni.
Povijesna potraga za vječnim motorima i njihovom važnosti za razvoj čovječanstva
Zakoni termodinamike konačno su uspostavljeni u drugoj polovici 19. stoljeća. Prema njima, niti jedan stroj koji radi ne može prenositi energiju iz jednog stanja u drugo sa učinkovitošću od 100%, a da ne spominjemo stalnu opskrbu energijom drugim sustavima, a da je ne opskrbljuje samom stroju.
Unatoč tome, mnogi su ljudi tijekom povijesti pa sve do danas tražili i nastavljaju tražiti razne dizajne radnih perpetum motora, koji se mogu usporediti s svojevrsnim "eliksirom mladosti" u polje mehanike.
Svi dizajni takvih strojeva temelje se na korištenju različitih težina, kutova, fizičkih ili mehaničkih svojstava specifičnih tvari koje se mogu neprestano kretati pa čak i stvarati višak korisne energije. Govoreći o modernom vremenu i njegovim ogromnim energetskim potrebama, može se shvatiti važnost perpetum mobilea, koji će postati prava revolucija u razvoju čovječanstva.
Vraćajući se u povijest, prvi poznati dizajni vječnih motora počeli su se pojavljivati u srednjovjekovnoj Europi. Vjeruje se da je odgovarajući izum u Bavarskoj u 8. stoljeću postao prvi model vječnog motora.stoljeće naše ere.
Čuveni dizajni vječnih motora u srednjem vijeku
Nažalost, ništa se ne zna o postojanju perpetum mobile projekata u društvima prije srednjeg vijeka. Nisu sačuvani podaci da su stari Grci ili Rimljani gradili takve strojeve.
Najdrevniji izum vječnog motora poznat čovječanstvu je čarobni kotač. Iako nisu sačuvane slike ovog izuma, povijesni pisani izvori govore da potječe iz vremena postojanja Merovinškog Carstva na području današnje Bavarske u 8. stoljeću. Međutim, neki povjesničari kažu da ovaj stroj zapravo nije postojao i da su svi podaci o njemu legenda.
Bhaskara je bio poznati indijski matematičar koji je priznat kao najutjecajniji znanstvenik srednjeg vijeka na svom kontinentu. Njegov rad na diferencijalnim jednadžbama prethodio je sličnom radu Newtona i Leibniza za 5 stoljeća. Oko 1150. Bhaskara je izumio kotač koji se trebao vrtjeti zauvijek. Nažalost, ovaj izum nikada nije konstruiran, ali je to prvi nedvojbeni dokaz pokušaja stvaranja vječnog kretanja.
Prvi izum vječnog motora u Europi je automobil poznatog francuskog masona i arhitekta iz XIII stoljeća Villarda de Honnecourta. Ne zna se pouzdano je li njegov izum konstruiran, ali u dnevnicima Villarda de Honnecourta nalaze se slika njegovog perpetuum mobilea.
Legendarni inženjer i izumitelj iz Firence, Leonardo da Vinci također je stvorio nekoliko strojeva - perpetual motion machines, te je u tom pogledu bio nekoliko stoljeća ispred svog vremena. Ti su se strojevi, naravno, pokazali neoperativnim, a znanstvenik je zaključio da strojevi s vječnim gibanjem ne mogu postojati u fizici.
Perpetualni motori novog doba
Dolaskom modernog doba, izum perpetualnog motora postao je popularna zabava, a mnogi su izumitelji proveli svoje vrijeme stvarajući takav stroj. Ovaj procvat prvenstveno je posljedica uspjeha u razvoju mehanike.
Tako je talijanski izumitelj iz 16. stoljeća Mark Zimara projektirao mlin koji neprestano radi, a Nizozemac Cornelius Drebbel posvetio je jedan od ovih izuma engleskom kralju. Godine 1712., inženjer Johann Bessler analizirao je više od 300 takvih izuma i odlučio stvoriti vlastiti perpetum mobile.
Kao rezultat toga, 1775. godine, članovi Kraljevske akademije znanosti u Parizu izdali su dekret da neće prihvatiti nikakve izume koji su povezani s temom vječnog motora.
Misaoni eksperimenti
U teorijskoj fizici, misaoni eksperimenti se često koriste za testiranje temeljnih fizikalnih zakona. U vezi s temom vječnih motora mogu se spomenuti sljedeći projekti:
Maxwellov demon. Govorimo o kršenju drugog zakona termodinamike, kada hipotetski demon odvaja mješavinu plinova. Ovaj misaoni eksperiment dopuštarazumjeti bit entropije sustava
Vječni motor Richarda Feynmana koji radi toplinskim fluktuacijama i stoga može raditi zauvijek. Zapravo, radit će sve dok okolina ima višu temperaturu od samog motora
Je li nada u stvaranje vječnog motora konačno mrtva?
Ne možemo sa sigurnošću reći da nikada neće biti izmišljen mehanizam koji može raditi zauvijek, budući da čovječanstvo još uvijek ne zna mnogo o Svemiru u kojem živi. Možda će se otkriti neka vrsta egzotične tvari, poput crne tvari u svemiru, o kojoj se gotovo ništa ne zna. Ponašanje ove materije moglo bi nas natjerati da preispitamo zakone termodinamike. Ti su zakoni toliko temeljni da će svaka promjena u njihovom opsegu biti slična utjecaju teorije Alberta Einsteina na zakone klasične mehanike Isaaca Newtona i na razvoj fizike općenito. Također je moguće da vječno kretanje postoji u objektima čijim ponašanjem upravlja kvantna mehanika.
