'n Ewige bewegingsmasjien, of in Latyn "perpetum mobiel", is 'n hipotetiese masjien wat vir ewig kan funksioneer nadat dit 'n aanvanklike impuls gegee het en sonder die behoefte vir daaropvolgende energietoevoer daaraan.
Die wette van termodinamika
Om te verstaan of 'n perpetum mobile moontlik of onmoontlik is, moet 'n mens die eerste twee wette van termodinamika onthou:
- Die eerste wet van termodinamika sê: "Energie word nie geskep of vernietig nie, dit kan net in verskillende toestande en vorme oorgaan." Dit wil sê, as daar aan 'n gegewe stelsel gewerk word of dit hitte uitruil met die eksterne omgewing, dan verander die interne energie daarvan.
- Die tweede wet van termodinamika. Volgens hom is "die entropie van die heelal geneig om met tyd toe te neem." Hierdie wet dui aan in watter rigting die termodinamiese proses spontaan sal verloop. Daarbenewens impliseer hierdie wet die onmoontlikheid van energie-oordrag van een tipe na 'n ander sonder verlies.
Ewigdurende beweging-masjien van die eerste en tweede soort
Perpetuum mobile, of in Latyn perpetuum mobile, is van twee soorte:
- 'n Ewige beweging-masjien van die eerste soort is 'n masjien wat voortdurend werk sonder die toevoer van eksterne energie en terselfdertyd werk doen. Dit wil sê, die perpetum mobile van die eerste soort weerspreek die eerste wet van termodinamika, en daarom is dit terloops die enjin van die eerste soort genoem.
- 'n Ewige bewegingsmasjien van die tweede soort is enige masjien wat met periodieke siklusse werk en een tipe energie in 'n ander omskakel, byvoorbeeld meganies na elektries en omgekeerd, sonder enige verliese in die proses van hierdie transformasie. Dit wil sê, 'n ewigdurende bewegingsmasjien (perpetuum mobile) van die tweede soort weerspreek die tweede wet van termodinamika.
Onmoontlikheid van bestaan
'n Ewige bewegingsmasjien van die eerste soort weerspreek die fundamentele wet van fisika oor die behoud van energie in 'n geïsoleerde sisteem, daarom kan dit nie bestaan nie. Wat perpetuum mobile van die tweede soort betref, is dit ook onmoontlik, aangesien in enige lopende enjin energie op verskeie maniere versprei word, hoofsaaklik in die vorm van hitte.
Gegewe dat die wette van termodinamika deur etlike eeue se eksperimente en eksperimente geverifieer is en nooit misluk het nie, kan ons met sekerheid sê dat enige projekte van ewigdurende bewegingsmasjiene 'n klug is. Sulke projekte ontstaan dikwels in verskeie godsdienstige kringe, waarin daar oortuigings bestaan oor eindelose bronne van energie en so meer.
Verder, verskeie geestelike"paradokse", wat, dit wil voorkom, die doeltreffendheid van sekere perpetuum selfone demonstreer. In al hierdie gevalle praat ons van foute om die wette van fisika te verstaan, so sulke geestelike "paradokse" is leersaam.
Historiese soektog na ewigdurende bewegingsmasjiene en hul belangrikheid vir die ontwikkeling van die mensdom
Die wette van termodinamika is uiteindelik in die tweede helfte van die 19de eeu vasgestel. Volgens hulle kan enige lopende masjien nie energie van een toestand na 'n ander oordra met 'n doeltreffendheid van 100% nie, om nie eens te praat van die konstante toevoer van energie aan ander stelsels sonder om dit aan die masjien self te verskaf nie.
Ten spyte hiervan het baie mense in die loop van die geskiedenis en tot vandag toe gesoek na en soek steeds na verskeie ontwerpe van werkende ewigdurende bewegingsmasjiene, wat vergelyk kan word met 'n soort "eliksir van die jeug" in die veld van meganika.
Alle ontwerpe van sulke masjiene is gebaseer op die gebruik van verskillende gewigte, hoeke, fisiese of meganiese eienskappe van spesifieke stowwe wat voortdurend kan beweeg en selfs 'n oormaat hoeveelheid nuttige energie kan skep. Praat oor moderne tye en sy groot energiebehoeftes, mens kan die belangrikheid van die perpetum mobile verstaan, wat 'n ware rewolusie in die ontwikkeling van die mensdom sou word.
Terug in die geskiedenis, het die eerste bekende ontwerpe van ewigdurende bewegingsmasjiene in Middeleeuse Europa begin verskyn. Daar word geglo dat die ooreenstemmende uitvinding in Beiere in die 8ste eeu die eerste model van 'n ewigdurende bewegingsmasjien geword het.eeu nC.
Bekende ontwerpe van ewigdurende bewegingsmasjiene in die Middeleeue
Ongelukkig is niks bekend oor die bestaan van perpetum mobiele projekte in samelewings voor die Middeleeue nie. Geen inligting is bewaar dat die antieke Grieke of Romeine sulke masjiene gebou het nie.
Die oudste uitvinding van die ewigdurende bewegingsmasjien wat aan die mensdom bekend is, is die towerwiel. Alhoewel geen prente van hierdie uitvinding behoue gebly het nie, sê historiese geskrewe bronne dat dit terugdateer na die tyd van die bestaan van die Merovingiese Ryk in die gebied van moderne Beiere in die 8ste eeu. Sommige historici sê egter dat hierdie masjien nie werklik bestaan het nie en dat alle inligting daaroor 'n legende is.
Bhaskara was 'n beroemde Indiese wiskundige wat erken word as die mees invloedryke wetenskaplike van die Middeleeue op sy vasteland. Sy werk oor differensiaalvergelykings dateer soortgelyke werk deur Newton en Leibniz met 5 eeue. Omstreeks 1150 het Bhaskara 'n wiel uitgevind wat veronderstel was om vir ewig te draai. Ongelukkig is hierdie uitvinding nooit gebou nie, maar dit is die eerste ongetwyfelde bewys van pogings om ewigdurende beweging te skep.
Die eerste uitvinding van 'n ewigdurende bewegingsmasjien in Europa is die motor van die beroemde Franse Vrymesselaar en argitek van die XIII eeu Villard de Honnecourt. Dit is nie met sekerheid bekend of sy uitvinding gebou is nie, maar in die dagboeke van Villard de Honnecourt vind hulle 'n beeld van sy perpetuum mobile.
Legendariese ingenieur en uitvinder van Florence, Leonardo da Vinci het ook verskeie masjiene geskep – ewigdurende bewegingsmasjiene, en in hierdie opsig was hy sy tyd etlike eeue vooruit. Hierdie masjiene het natuurlik geblyk onwerksaam te wees, en die wetenskaplike het tot die gevolgtrekking gekom dat ewigdurende bewegingsmasjiene nie in fisika kan bestaan nie.
Ewigdurende beweging-masjiene van die Nuwe Era
Met die koms van moderne tye het die uitvinding van die ewigdurende bewegingsmasjien 'n gewilde tydverdryf geword, en baie uitvinders het hul tyd spandeer om so 'n masjien te skep. Hierdie oplewing is hoofsaaklik te danke aan die sukses in die ontwikkeling van meganika.
Dus het die 16de-eeuse Italiaanse uitvinder Mark Zimara 'n altyd werkende meule ontwerp, en die Nederlander Cornelius Drebbel het een van hierdie uitvindings aan die Engelse koning opgedra. In 1712 het ingenieur Johann Bessler meer as 300 sulke uitvindings ontleed en besluit om sy eie perpetum-mobiel te skep.
Gevolglik het lede van die Koninklike Akademie van Wetenskappe in Parys in 1775 'n dekreet uitgereik dat hulle geen uitvindings sal aanvaar wat met die onderwerp van 'n ewigdurende bewegingsmasjien geassosieer word nie.
Gedagte-eksperimente
In teoretiese fisika word gedagte-eksperimente dikwels gebruik om fundamentele fisiese wette te probeer toets. Wat die onderwerp van ewigdurende bewegingsmasjiene betref, kan die volgende projekte genoem word:
Maxwell se Demoon. Ons praat van 'n oortreding van die tweede wet van termodinamika, wanneer 'n hipotetiese demoon 'n mengsel van gasse skei. Hierdie gedagte-eksperiment laat toeverstaan die essensie van die entropie van die sisteem
Richard Feynman se ewigdurende beweging-masjien wat wel deur termiese skommelinge werk en dus vir ewig kan werk. Trouens, dit sal werk solank die omgewing 'n hoër temperatuur as die enjin self het
Is die hoop om 'n ewigdurende beweging-masjien te skep uiteindelik dood?
Ons kan nie met sekerheid sê dat 'n meganisme wat vir ewig kan werk, nooit uitgevind sal word nie, aangesien die mensdom steeds nie veel weet van die Heelal waarin dit leef nie. Miskien sal 'n spesie eksotiese materie ontdek word, soos swart materie in die ruimte, waaroor omtrent niks bekend is nie. Die gedrag van hierdie saak kan ons dwing om die wette van termodinamika te heroorweeg. Hierdie wette is so fundamenteel dat enige verandering in hul omvang soortgelyk sal wees aan die invloed van Albert Einstein se teorie op die wette van klassieke meganika van Isaac Newton en op die ontwikkeling van fisika in die algemeen. Dit is ook moontlik dat ewigdurende beweging bestaan in voorwerpe wie se gedrag deur kwantummeganika beheer word.
