Una macchina a moto perpetuo, o in latino "perpetum mobile", è un'ipotetica macchina che potrebbe funzionare per sempre dopo averle dato un impulso iniziale e senza bisogno di un successivo apporto di energia.
Le leggi della termodinamica
Per capire se un perpetum mobile è possibile o impossibile, bisogna ricordare le prime due leggi della termodinamica:
- La prima legge della termodinamica dice: "L'energia non si crea né si distrugge, può passare solo in stati e forme differenti." Cioè, se si lavora su un dato sistema o se scambia calore con l'ambiente esterno, la sua energia interna cambia.
- La seconda legge della termodinamica. Secondo lui, "l'entropia dell'universo tende ad aumentare con il tempo". Questa legge indica in quale direzione procederà spontaneamente il processo termodinamico. Inoltre, questa legge implica l'impossibilità del trasferimento di energia da un tipo all' altro senza perdite.
Macchina a moto perpetuo di primo e secondo tipo
Perpetuum mobile, o in latino perpetuum mobile, è di due tipi:
- Una macchina a moto perpetuo del primo tipo è una macchina che lavora costantemente senza l'apporto di energia esterna e allo stesso tempo fa del lavoro. Cioè, il perpetum mobile del primo tipo contraddice la prima legge della termodinamica, motivo per cui, tra l' altro, era chiamato il motore del primo tipo.
- Una macchina a moto perpetuo del secondo tipo è qualsiasi macchina che funzioni con cicli periodici, convertendo un tipo di energia in un altro, ad esempio da meccanico a elettrico e viceversa, senza alcuna perdita nel processo di questa trasformazione. Cioè, una macchina a moto perpetuo (perpetuum mobile) del secondo tipo contraddice la seconda legge della termodinamica.
Impossibile di esistere
Una macchina a moto perpetuo del primo tipo contraddice la legge fondamentale della fisica sulla conservazione dell'energia in un sistema isolato, quindi non può esistere. Come per il perpetuum mobile del secondo tipo, è anche impossibile, poiché in qualsiasi motore acceso l'energia viene dispersa in vari modi, principalmente sotto forma di calore.
Dato che le leggi della termodinamica sono state verificate da diversi secoli di esperimenti ed esperimenti e non hanno mai fallito, possiamo tranquillamente affermare che qualsiasi progetto di macchine a moto perpetuo è una bufala. Tali progetti sorgono spesso in vari circoli religiosi, in cui ci sono credenze su infinite fonti di energia e così via.
Inoltre, vari mentali"paradossi", che, sembrerebbe, dimostrano l'efficienza di alcuni perpetuum mobili. In tutti questi casi, stiamo parlando di errori nella comprensione delle leggi della fisica, quindi tali "paradossi" mentali sono istruttivi.
Ricerca storica delle macchine a moto perpetuo e della loro importanza per lo sviluppo dell'umanità
Le leggi della termodinamica furono finalmente stabilite nella seconda metà del 19° secolo. Secondo loro, qualsiasi macchina in funzione non può trasferire energia da uno stato all' altro con un'efficienza del 100%, per non parlare della fornitura costante di energia ad altri sistemi senza fornirla alla macchina stessa.
Nonostante ciò, molte persone nel corso della storia e fino ad oggi hanno cercato e continuano a cercare vari modelli di macchine funzionanti a moto perpetuo, che possono essere paragonate a una sorta di "elisir di giovinezza" in il campo della meccanica.
Tutti i progetti di tali macchine si basano sull'uso di diversi pesi, angoli, proprietà fisiche o meccaniche di sostanze specifiche che possono muoversi costantemente e persino creare una quantità eccessiva di energia utile. Parlando dei tempi moderni e dei suoi enormi bisogni energetici, si può capire l'importanza del perpetum mobile, che diventerebbe una vera rivoluzione nello sviluppo dell'umanità.
Tornando indietro nella storia, i primi modelli conosciuti di macchine a moto perpetuo iniziarono ad apparire nell'Europa medievale. Si ritiene che la corrispondente invenzione in Baviera nell'VIII secolo sia diventata il primo modello di macchina a moto perpetuo.secolo d. C.
Famosi modelli di macchine a moto perpetuo nel Medioevo
Purtroppo non si sa nulla dell'esistenza di progetti mobili perpetui nelle società prima del Medioevo. Nessuna informazione è stata conservata sul fatto che gli antichi greci o romani costruissero tali macchine.
L'invenzione più antica della macchina a moto perpetuo conosciuta dall'umanità è la ruota magica. Sebbene non siano state conservate immagini di questa invenzione, fonti storiche scritte affermano che risale al tempo dell'esistenza dell'impero merovingio nel territorio della moderna Baviera nell'VIII secolo. Tuttavia, alcuni storici affermano che questa macchina non è realmente esistita e che tutte le informazioni su di essa sono una leggenda.
Bhaskara era un famoso matematico indiano riconosciuto come lo scienziato più influente del Medioevo nel suo continente. Il suo lavoro sulle equazioni differenziali precede di 5 secoli un lavoro simile di Newton e Leibniz. Intorno al 1150 Bhaskara inventò una ruota che avrebbe dovuto girare per sempre. Sfortunatamente, questa invenzione non è mai stata costruita, ma è la prima prova indubbia di tentativi di creare un moto perpetuo.
La prima invenzione di una macchina a moto perpetuo in Europa è l'auto del famoso massone francese e architetto del XIII secolo Villard de Honnecourt. Non si sa con certezza se la sua invenzione sia stata costruita, ma nei diari di Villard de Honnecourt trovano un'immagine del suo perpetuum mobile.
Leggendario ingegnere e inventore fiorentino, Leonardo da Vinci creò anche diverse macchine - macchine a moto perpetuo, e sotto questo aspetto era diversi secoli in anticipo sui tempi. Queste macchine, ovviamente, si sono rivelate inutilizzabili e lo scienziato ha concluso che le macchine a moto perpetuo non possono esistere in fisica.
Macchine a moto perpetuo della New Age
Con l'avvento dei tempi moderni, l'invenzione della macchina a moto perpetuo è diventata un passatempo popolare e molti inventori hanno trascorso il loro tempo a creare una macchina del genere. Questo boom è dovuto principalmente al successo nello sviluppo della meccanica.
Così, l'inventore italiano del XVI secolo Mark Zimara progettò un mulino sempre funzionante e l'olandese Cornelius Drebbel dedicò una di queste invenzioni al re inglese. Nel 1712, l'ingegnere Johann Bessler analizzò più di 300 di queste invenzioni e decise di creare il suo perpetum mobile.
Di conseguenza, nel 1775, i membri dell'Accademia reale delle scienze di Parigi hanno emesso un decreto in base al quale non avrebbero accettato alcuna invenzione associata all'argomento di una macchina a moto perpetuo.
Esperimenti mentali
Nella fisica teorica, gli esperimenti mentali sono spesso usati per provare a verificare le leggi fisiche fondamentali. Per quanto riguarda il tema delle macchine a moto perpetuo, si possono citare i seguenti progetti:
Il demone di Maxwell. Stiamo parlando di una violazione della seconda legge della termodinamica, quando un ipotetico demone separa una miscela di gas. Questo esperimento mentale lo consentecomprendere l'essenza dell'entropia del sistema
La macchina a moto perpetuo di Richard Feynman che funziona per fluttuazioni termiche e può quindi funzionare per sempre. In effetti, funzionerà fintanto che l'ambiente ha una temperatura più alta del motore stesso
La speranza di creare una macchina a moto perpetuo è finalmente morta?
Non possiamo dire con certezza che un meccanismo in grado di funzionare per sempre non verrà mai inventato, poiché l'umanità non sa ancora molto dell'Universo in cui vive. Forse verrà scoperta una specie di materia esotica, come la materia nera nello spazio, di cui non si sa quasi nulla. Il comportamento di questa materia potrebbe costringerci a riconsiderare le leggi della termodinamica. Queste leggi sono così fondamentali che qualsiasi cambiamento nella loro portata sarà simile all'influenza della teoria di Albert Einstein sulle leggi della meccanica classica di Isaac Newton e sullo sviluppo della fisica in generale. È anche possibile che esista un moto perpetuo in oggetti il cui comportamento è governato dalla meccanica quantistica.
