Perpetum motor, ili na latinskom "perpetum mobile", je hipotetička mašina koja može funkcionirati zauvijek nakon što joj da početni impuls i bez potrebe za naknadnim opskrbom energijom.
Zakoni termodinamike
Da bismo razumjeli da li je perpetum mobile moguć ili nemoguć, treba se sjetiti prva dva zakona termodinamike:
- Prvi zakon termodinamike kaže: "Energija se ne stvara niti uništava, može samo preći u različita stanja i oblike." To jest, ako se rad obavlja na datom sistemu ili razmenjuje toplotu sa spoljašnjim okruženjem, tada se menja njegova unutrašnja energija.
- Drugi zakon termodinamike. Prema njemu, "entropija univerzuma ima tendenciju da raste s vremenom." Ovaj zakon pokazuje u kom pravcu 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 mašina koja neprestano radi bez dovoda vanjske energije i istovremeno obavlja neke poslove. Odnosno, perpetum mobile prve vrste je u suprotnosti sa prvim zakonom termodinamike, zbog čega je, inače, nazvan motorom prve vrste.
- Perpetualni motor druge vrste je svaka mašina koja radi sa periodičnim ciklusima, pretvarajući jednu vrstu energije u drugu, na primjer, mehaničku u električnu i obrnuto, bez ikakvih gubitaka u procesu ove transformacije. To jest, mašina za vječni motor (perpetuum mobile) druge vrste je u suprotnosti s drugim zakonom termodinamike.
Nemogućnost postojanja
Perpetualni motor prve vrste je u suprotnosti sa fundamentalnim zakonom fizike o očuvanju energije u izolovanom sistemu, 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 verifikovani kroz nekoliko vekova eksperimenata i eksperimenata i da nikada nisu propali, možemo sa sigurnošću reći da su svi projekti mašina za vječne motore prevara. Ovakvi projekti često nastaju u raznim vjerskim krugovima, u kojima postoje uvjerenja o beskrajnim izvorima energije i tako dalje.
Dalje, razni mentalni"paradoksi", koji, čini se, pokazuju efikasnost određenih perpetuum mobile-a. U svim ovim slučajevima govorimo o greškama u razumijevanju zakona fizike, pa su takvi mentalni "paradoksi" poučni.
Historijska potraga za vječnim motorima i njihovim značajem za razvoj čovječanstva
Zakoni termodinamike su konačno uspostavljeni u drugoj polovini 19. veka. Prema njima, nijedna mašina koja radi ne može prenositi energiju iz jednog stanja u drugo sa efikasnošću od 100%, a da ne spominjemo stalno snabdijevanje energijom drugim sistemima, a da je ne isporučuje samoj mašini.
Uprkos tome, mnogi ljudi su tokom istorije pa sve do danas tražili i traže različite dizajne radnih perpetual motora, koji se mogu porediti sa svojevrsnim "eliksirom mladosti" u oblast mehanike.
Svi dizajni ovakvih mašina baziraju se na upotrebi različitih težina, uglova, fizičkih ili mehaničkih svojstava specifičnih supstanci koje se mogu stalno 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 prošlost, prvi poznati dizajni vječnih motora počeli su se pojavljivati u srednjovjekovnoj Evropi. Vjeruje se da je odgovarajući izum u Bavarskoj u 8. vijeku postao prvi model perpetual motora.stoljeće nove 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 pravili takve mašine.
Najdrevniji izum perpetual motora poznat čovječanstvu je magični točak. Iako nisu sačuvane slike ovog izuma, istorijski pisani izvori govore da on datira iz vremena postojanja Merovinškog carstva na teritoriji savremene Bavarske u 8. veku. Međutim, neki istoričari kažu da ova mašina zapravo nije postojala i da su svi podaci o njoj legenda.
Bhaskara je bio poznati indijski matematičar koji je priznat kao najutjecajniji naučnik srednjeg vijeka na svom kontinentu. Njegov rad na diferencijalnim jednadžbama prethodio je sličnom radu Newtona i Leibniza za 5 stoljeća. Oko 1150. Bhaskara je izumeo točak koji je trebalo da se okreće zauvek. Nažalost, ovaj izum nikada nije konstruisan, ali je to prvi nesumnjivi dokaz pokušaja stvaranja perpetual pokreta.
Prvi izum perpetual motora u Evropi je automobil poznatog francuskog masona i arhitekte iz XIII veka Villard de Honnecourt. Ne zna se pouzdano da li je njegov izum konstruisan, ali u dnevnicima Villarda de Honnecourta nalaze se slika njegovog perpetuum mobile-a.
Legendarni inženjer i pronalazač iz Firence, Leonardo da Vinci stvorio je i nekoliko mašina - perpetual motion machines, iu tom pogledu bio je nekoliko vekova ispred svog vremena. Ispostavilo se da su ove mašine, naravno, neispravne, a naučnik je zaključio da mašine za večno kretanje ne mogu postojati u fizici.
Perpetualni motori novog doba
Sa dolaskom modernog vremena, pronalazak perpetual motora postao je popularna zabava, a mnogi izumitelji su proveli svoje vrijeme stvarajući takvu mašinu. Ovaj procvat je prvenstveno rezultat uspjeha u razvoju mehanike.
Tako je italijanski pronalazač iz 16. veka Mark Zimara dizajnirao mlin koji stalno radi, a Holanđanin Cornelius Drebbel posvetio je jedan od ovih izuma engleskom kralju. Godine 1712., inženjer Johann Bessler analizirao je više od 300 takvih izuma i odlučio da stvori svoj vlastiti perpetum mobile.
Kao rezultat toga, 1775. godine, članovi Kraljevske akademije nauka u Parizu izdali su dekret da neće prihvatiti bilo kakve izume koji su povezani sa predmetom vječnog motora.
Misaoni eksperimenti
U teorijskoj fizici, misaoni eksperimenti se često koriste u pokušaju testiranja osnovnih fizičkih zakona. Što se tiče tematike vječnih motora, mogu se spomenuti sljedeći projekti:
Maxwellov demon. Govorimo o kršenju drugog zakona termodinamike, kada hipotetički demon odvaja mješavinu plinova. Ovaj misaoni eksperiment dozvoljavarazumjeti suštinu entropije sistema
Perpetum motor Richard Feynman koji radi zahvaljujući termičkim 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 sposoban da radi zauvijek, jer čovječanstvo još uvijek ne zna mnogo o Univerzumu u kojem živi. Možda će se otkriti neka vrsta egzotične materije, poput crne materije u svemiru, o kojoj se gotovo ništa ne zna. Ponašanje ove materije može nas natjerati da preispitamo zakone termodinamike. Ovi zakoni su toliko fundamentalni da će svaka promjena u njihovom djelokrugu biti slična utjecaju teorije Alberta Einsteina na zakone klasične mehanike Isaaca Newtona i na razvoj fizike općenito. Takođe je moguće da perpetualno kretanje postoji u objektima čijim ponašanjem upravlja kvantna mehanika.
