Večni motor ali v latinščini "perpetum mobile" je hipotetični stroj, ki bi lahko deloval večno, potem ko mu je dal začetni impulz in brez potrebe po naknadni oskrbi z energijo.
Zakoni termodinamike
Če želite razumeti, ali je perpetum mobile mogoč ali nemogoč, se morate spomniti prvih dveh zakonov termodinamike:
- Prvi zakon termodinamike pravi: "Energija ni niti ustvarjena niti uničena, lahko samo prehaja v različna stanja in oblike." To pomeni, da če se delo opravlja na danem sistemu ali izmenjuje toploto z zunanjim okoljem, se njegova notranja energija spremeni.
- Drugi zakon termodinamike. Po njegovem mnenju se "entropija vesolja sčasoma povečuje." Ta zakon kaže, v katero smer bo termodinamični proces potekal spontano. Poleg tega ta zakon pomeni nezmožnost prenosa energije iz ene vrste v drugo brez izgube.
Večni motor prve in druge vrste
Perpetuum mobile ali v latinščini perpetuum mobile je dveh vrst:
- Večni motor prve vrste je stroj, ki nenehno deluje brez dovoda zunanje energije in hkrati nekaj dela. To pomeni, da je perpetum mobile prve vrste v nasprotju s prvim zakonom termodinamike, zato so ga mimogrede imenovali motor prve vrste.
- Večni motor druge vrste je vsak stroj, ki deluje s periodičnimi cikli in pretvarja eno vrsto energije v drugo, na primer mehansko v električno in obratno, brez kakršnih koli izgub v procesu te transformacije. To pomeni, da je večni motor (perpetuum mobile) druge vrste v nasprotju z drugim zakonom termodinamike.
Nemožnost obstoja
Večni motor prve vrste je v nasprotju s temeljnim zakonom fizike o ohranjanju energije v izoliranem sistemu, zato ne more obstajati. Kar zadeva perpetuum mobile druge vrste, je tudi nemogoče, saj se v vsakem delujočem motorju energija razprši na različne načine, predvsem v obliki toplote.
Glede na to, da so bili zakoni termodinamike preverjeni z večstoletnimi eksperimenti in eksperimenti in nikoli niso spodleteli, lahko mirno rečemo, da so vsi projekti večnih motorjev prevara. Takšni projekti se pogosto pojavljajo v različnih verskih krogih, v katerih obstajajo prepričanja o neskončnih virih energije in tako naprej.
Poleg tega različne mentalne"paradoksi", ki se zdi, da dokazujejo učinkovitost nekaterih perpetuum mobiles. V vseh teh primerih govorimo o napakah pri razumevanju zakonov fizike, zato so takšni miselni »paradoksi« poučni.
Zgodovinsko iskanje večnih motorjev in njihovega pomena za razvoj človeštva
Zakoni termodinamike so bili dokončno vzpostavljeni v drugi polovici 19. stoletja. Po njihovem mnenju noben delujoči stroj ne more prenašati energije iz enega stanja v drugo s 100-odstotno učinkovitostjo, da ne omenjamo stalne oskrbe z energijo v druge sisteme, ne da bi jo dovajali samemu stroju.
Kljub temu je veliko ljudi v teku zgodovine in vse do danes iskalo in išče različne modele delujočih večnih motorjev, ki jih lahko primerjamo z nekakšnim "eliksirjem mladosti" v področje mehanike.
Vsi dizajni tovrstnih strojev temeljijo na uporabi različnih tež, kotov, fizikalnih ali mehanskih lastnosti določenih snovi, ki se lahko nenehno premikajo in celo ustvarijo presežno količino uporabne energije. Ko govorimo o sodobnem času in njegovih ogromnih energetskih potrebah, lahko razumemo pomen perpetum mobile, ki bi postal prava revolucija v razvoju človeštva.
Če se vrnemo v zgodovino, so se v srednjeveški Evropi začeli pojavljati prvi znani dizajni večnih motorjev. Menijo, da je ustrezen izum na Bavarskem v 8. stoletju postal prvi model večnega motorja.stoletje našega štetja.
Sloviti dizajni večnih motorjev v srednjem veku
Na žalost ni nič znanega o obstoju perpetum mobile projektov v družbah pred srednjim vekom. Ohranjenih ni nobenih podatkov, da so stari Grki ali Rimljani izdelali takšne stroje.
Najstarejši izum večnega motorja, ki ga pozna človeštvo, je čarobno kolo. Čeprav ni ohranjenih nobenih slik tega izuma, zgodovinski pisni viri pravijo, da sega v čas obstoja Merovinškega cesarstva na ozemlju sodobne Bavarske v 8. stoletju. Vendar nekateri zgodovinarji pravijo, da ta stroj v resnici ni obstajal in da so vsi podatki o njem legenda.
Bhaskara je bil slavni indijski matematik, ki je priznan kot najvplivnejši znanstvenik srednjega veka na svoji celini. Njegovo delo o diferencialnih enačbah je bilo pred podobnim delom Newtona in Leibniza za 5 stoletij. Okoli leta 1150 je Bhaskara izumil kolo, ki naj bi se vrtelo za vedno. Žal ta izum ni bil nikoli izdelan, je pa prvi nedvomni dokaz poskusov ustvarjanja večnega gibanja.
Prvi izum večnega motorja v Evropi je avto slavnega francoskega prostozidarja in arhitekta Villarda de Honnecourta iz XIII. Ni natančno znano, ali je bil njegov izum skonstruiran, toda v dnevnikih Villarda de Honnecourta najdejo podobo njegovega perpetuum mobilea.
Legendarni inženir in izumitelj iz Firenc, Leonardo da Vinci je ustvaril tudi več strojev - večnih motorjev in v tem pogledu je bil nekaj stoletij pred svojim časom. Ti stroji so se seveda izkazali za neuporabne in znanstvenik je zaključil, da v fiziki ne morejo obstajati večni gibalni stroji.
Večni motorji Nove dobe
S prihodom sodobnega časa je izum večnega motorja postal priljubljena zabava in številni izumitelji so porabili svoj čas za ustvarjanje takšnega stroja. Ta razcvet je predvsem posledica uspeha v razvoju mehanike.
Tako je italijanski izumitelj Mark Zimara iz 16. stoletja zasnoval vedno delujoč mlin, Nizozemec Cornelius Drebbel pa je enega od teh izumov posvetil angleškemu kralju. Leta 1712 je inženir Johann Bessler analiziral več kot 300 takšnih izumov in se odločil ustvariti lasten perpetum mobile.
Zato so leta 1775 člani Kraljeve akademije znanosti v Parizu izdali odlok, da ne bodo sprejeli nobenih izumov, ki so povezani s temo večnega motorja.
Miselni eksperimenti
V teoretični fiziki se miselni eksperimenti pogosto uporabljajo za testiranje temeljnih fizikalnih zakonov. V zvezi s temo večnih motorjev lahko omenimo naslednje projekte:
Maxwellov demon. Govorimo o kršitvi drugega zakona termodinamike, ko hipotetični demon loči mešanico plinov. Ta miselni eksperiment omogočarazumeti bistvo entropije sistema
Večni motor Richarda Feynmana, ki deluje zaradi toplotnih nihanj in zato lahko deluje večno. Pravzaprav bo deloval, dokler ima okolje višjo temperaturo kot motor sam
Je upanje za ustvarjanje večnega motorja končno mrtvo?
Ne moremo z gotovostjo trditi, da mehanizma, ki bi deloval večno, nikoli ne bodo izumili, saj človeštvo še vedno ne ve veliko o vesolju, v katerem živi. Morda se bo odkrila vrsta eksotične snovi, kot je črna snov v vesolju, o kateri se skoraj nič ne ve. Obnašanje te snovi nas lahko prisili, da ponovno razmislimo o zakonih termodinamike. Ti zakoni so tako temeljni, da bo vsaka sprememba njihovega obsega podobna vplivu teorije Alberta Einsteina na zakone klasične mehanike Isaaca Newtona in na razvoj fizike nasploh. Možno je tudi, da obstaja večno gibanje v predmetih, katerih vedenje ureja kvantna mehanika.
