3. 3
Perpetuum Mobile
• În accep ia modernă, unț perpetuum mobile este un
dispozitiv care î i men ine oș ț mi care ciclicăș
permanentă încălcând legile de conservare acceptate,
sau încălcând ireversibilitatea fenomenelor din natură,
ireversibilitate de asemenea acceptată.
• Se discută despre următoarele tipuri de perpetuum
mobile:
• Perpetuum mobile de spe a întâiț , care ini ial vizaț
violarea primului principiu al termodinamicii. Actual în
această categorie intră toate dispozitivele care
violează principiul conservarii energiei indiferent în ce
formă.
4. 4
• Perpetuum mobile de spe a a douaț , care
ini ial viza violarea celui de al doilea principiu alț
termodinamicii. Actual în această categorie intră
toate dispozitivele care violează comportarea
statistica a materiei la nivel molecular.
• Perpetuum mobile de spe a a treiaț , concept
de dată recentă. În această categorie intră
dispozitivele care, de i nu schimbăenergie cuș
exteriorul (sunt sisteme izolate), violează
ireversibilitatea fenomenelor.
5. 5
• Motivul pentru care mecanismele în mişcare perpetuă nu
pot funcţiona şi nu vor funcţiona niciodată ar trebui să fie
evident; dar din moment ce această convingere
nejustificată continuă să existe, ea merită să fie
analizată. Un mecanism în mişcare continuă ar
contrazice principiile termodinamicii. Cu toate acestea nu
se poate afirma cu certitudine absolută cum că niciun
perpetuum mobile nu va funcţiona vreodată; însă legile
fundamentale ale fizicii sunt definite cu un grad atât de
mare de certitudine, încât este un risc pe care sunt
dispus să mi-l asum. Mai concret: primul principiu al
termodinamicii afirmă că energia internă a unui sistem
izolat este constantă.
6. 6
• Dacă o parte din energie este folosită – de exemplu
pentru a învârti un rotor – atunci sistemul trebuie să
primească cel puţin aceeaşi cantitate de energie. Al
doilea principiu al termodinamicii spune că într-un sistem
izolat niciun proces nu poate duce la scăderea entropiei,
ci doar la creşterea ei; în fond orice sistem caută să
ajungă la echilibru termic. Această lege scoate din
discuţie procesele în care singurul rezultat este migrarea
căldurii dintr-o zonă cu temperatură mai mică spre o
zonă cu temperatură mai mare sau transformarea
căldurii în lucru mecanic fără pierderi. Conceptul
deperpetuum mobile este imposibil, căci prin definiţie
violează unul sau ambele principii ale termodinamicii
7. 7
• Cel mai des întâlnit model pentru mişcarea perpetuă
este motorul magnetic: o grupare de magneţi permanenţi
ce are rolul de a învârti un rotor, de a împinge o bilă de-a
lungul unui traseu sau de a menţine o anumită
componentă în mişcare continuă. În zilele noastre acest
model este combinat cu un motor acţionat electric, iar
inventatorii acestei variante susţin că după ce
mecanismul este pus în mişcare energia cinetică a
motorului depăşeşte energia electrică folosită. Internetul
este plin cu mii de exemple de mecanisme în mişcare
perpetuă, multe dintre ele incluzând şi materiale video ce
prezintă maşinile funcţionând.
8. 8
Scurt istoric
• În jurul anului 500 î.Hr. filozoful grec Anaxagora afirmă că din nimic
nu se ob ine nimic, i nimic nu poate fi anihilatț ș .
• În jurul anului 300 î.Hr. filozoful grec Aristotel afirmă că natura are
oroare de vid, concept care a dus la stagnarea tiin ifică timp deș ț
aproape 2000 de ani.
• În 1685 Denis Papi propune un perpetuum mobile care violează
echilibrul lichidelor în tuburi comunicante.
• În 1686 Gottfried Wilhelm Leibniz relevă erorile lui Descartes iș
define te energia poten ială drept produsul for ei i a înăl imii.ș ț ț ș ț
• În 1712 Johann Ernst Elias Bessler, zis Orffyreus prezintă în
Germania prima sa ma ină cu mi care continuă. Prime te baniș ș ș
pentru a construi alte ma ini i scrie o carte,ș ș Perpetuum Mobile
Triumphans. Descrierea ma inii îi este trimisă lui Isaac Newton,ș
care însă nu răspunde. Frauda este descoperită în 1727
9. 9
• În 1880 Rudolf Clausius formulează primele două legi ale termodinamicii în
forma cunoscută astăzi.
• În jurul anului 1900 biroul de patente german refuză cca. 320 de cereri de
brevete pentru ma ini cu mi care perpetuă.ș ș
• În 1903 John William Strutt (Lord Rayleigh) construie te un ceas cu radiu, aș
cărei func ionare a fost explicată doar prin teoria relativită ii a lui Albertț ț
Einstein
• În 1910 Walther Nernst formulează a treia lege a termodinamicii, lege
reformulată ulterior de Max Planck.
• În 1955 rusul Belousov descoperă o reac ie chimică oscilantă, care pare aț
contrazice principiul al doilea al termodinamicii. Cercetările sunt continuate
în 1968 de Jabotinski.
• În 1995 Aldo Costa depune o cerere de brevet pentru o roată cu mi careș
perpetuă gravita ională, ob inută prin „unificarea mecanicilor clasică iț ț ș
cuantică”.
• În 2003 Mihail Smeretcianski ob ine un brevet francez pentru o ma ină deț ș
tip perpetuum mobile, bazată pe flotabilitate.
10. 10
Tipuri de Perpetuum Mobile
• În accep ie termodinamică se discută doar despreț perpetuum mobile de
spe a întâi i a douaț ș , corespunzător echivalen ei dintre lucru mecanic iț ș
căldură. În sens larg, expresia este folosită la toate dispozitivele cu mi careș
perpetuă, indiferent de formele de energie (electrică, magnetică etc.) care
intervin. Definitorii sunt legea conservării energiei i problemaș
ireversibilită ii. Unele dispozitive î i ob in mi carea din surse de energieț ș ț ș
neconven ională „ecologice, însă, de i apar ca noi surse de mi care,ț ș ș
evident, nu sunt ni te perpetuum mobile.ș
• Perpetuum mobile de spe a întâiț
• Un perpetuum mobile de spe a întâi este un sistem fizico-chimic care arț
func iona ciclic i ar efectua, într-un număr de cicluri complete, lucruț ș
mecanic, fără a primi din exterior energie sub formă de lucru mecanic sau
căldură. Imposibilitatea de a realiza un astfel de sistem este o consecin ă aț
primului principiu al termodinamicii. Din acesta rezultă imposibilitatea
realizării, atât a acestui perpetuum mobile, cât i a reciprocului său, adică aș
unui sistem care să func ioneze ciclic i să primească, într-un număr deț ș
cicluri complete, lucru mecanic, fără să cedeze în exterior energie sub
formă de lucru mecanic sau căldură.
11. 11
• Perpetuum mobile de spe a a douaț Un perpetuum mobile de
spe a a doua este un sistem fizico-chimic care ar func iona ciclic iț ț ș
ar efectua, într-un număr de cicluri complete, lucru mecanic,
schimbând căldură cu o singură sursă de căldură, sursa fiind un
sistem fizico-chimic de temperatură uniformă. Imposibilitatea de a
realiza un astfel de sistem este o consecin ă a celui de al doileaț
principiu al termodinamicii. Problema demonului lui Maxwell este
până azi un obiect de discu ie.ț
• Perpetuum mobile de spe a a treiaț
• Expresia perpetuum mobile de spe a a treiaț este de dată recentă,
nu este legată de termodinamică i se referă la sisteme fizico-ș
chimice izolate care, odată puse în mi care, Deoarece nu schimbăș
energie cu mediul ambiant i nu- i schimbă forma energiilor dinș ș
sistem (în jargon tehnic sunt lipsite de pierderi) î i păstreazăș
mi carea pe timp nelimitat. Imposibilitatea de a realiza un astfel deș
sistem derivă din ireversibilitatea fenomenelor.
12. 12
Perpetuum Mobile care nu
functioneaza
• Roata dezechilibrată. Se presupunea că masele dintr-o
parte a ro ii (bile pe tije, bile libere, ciocane, mercur etc.)ț
pot dezechilibra roata, care se va roti, producând lucru
mecanic. Echilibrul for elor i al momentelor unei astfelț ș
de ro i (figura alăturată) a fost demonstrat de Leonardoț
da Vinci. Situa ia este comună tuturor ro ilor mecaniceț ț
„magice”.
14. 14
• Curea care plute teș . Corpurile galbene sunt
corpuri flotante, care sunt împinse în sus în ramura cu
lichid de for a arhimedică, ac ionând ro ile. Introducereaț ț ț
corpurilor în partea de jos necesită însă o for ă careț
echilibrează exact flotabilitatea. Frecările iș
neetan eită ile opresc mi carea.ș ț ș
16. 16
• Cupa lui Boyle. Ideea se baza pe capilaritate. Lichidul
trebuia să aibă o tensiune superficială mai mică decât
for a de adeziune la pere i (de exemplu apă în vas deț ț
sticlă), ceea ce duce la ridicarea lichidului în tubul
capilar C. Acesta readuce lichidul în vas, realizând o
mi care perpetuă. Dispozitivul nu fuc ionează deoareceș ț
for ele capilare re in lichidul în tubul capilar, nu-lț ț
eliberează în vas. Tubul capilar poate fi înlocuit cu
corpuri poroase (fitile, bure i), cu acela i rezultat i motivț ș ș
de nefunc ionare.ț
