En evighedsmaskine, eller på latin "perpetum mobile", er en hypotetisk maskine, der kunne fungere for evigt efter at have givet den en indledende impuls og uden behov for efterfølgende energiforsyning til den.
Termodynamikkens love
For at forstå, om en perpetummobil er mulig eller umulig, bør man huske termodynamikkens to første love:
- Termodynamikkens første lov siger: "Energi bliver hverken skabt eller ødelagt, den kan kun gå over i forskellige tilstande og former." Det vil sige, at hvis der arbejdes på et givet system, eller det udveksler varme med det ydre miljø, så ændres dets indre energi.
- Termodynamikkens anden lov. Ifølge ham har "universets entropi en tendens til at stige med tiden." Denne lov angiver, i hvilken retning den termodynamiske proces vil forløbe spontant. Derudover indebærer denne lov umuligheden af energioverførsel fra en type til en anden uden tab.
Perpetual motion-maskine af første og anden slags
Perpetuum mobile, eller på latin perpetuum mobile, er af to slags:
- En evighedsmaskine af den første slags er en maskine, der konstant arbejder uden tilførsel af ekstern energi og samtidig udfører noget arbejde. Det vil sige, at perpetum mobile af den første slags modsiger termodynamikkens første lov, hvorfor den i øvrigt blev kaldt motoren af den første slags.
- En evighedsmaskine af den anden slags er enhver maskine, der arbejder med periodiske cyklusser, der konverterer en type energi til en anden, for eksempel mekanisk til elektrisk og omvendt, uden tab i processen med denne transformation. Det vil sige, en evighedsmaskine (perpetuum mobile) af den anden slags modsiger termodynamikkens anden lov.
Umulighed for eksistens
En evighedsmaskine af den første slags modsiger fysikkens grundlæggende lov om bevarelse af energi i et isoleret system, derfor kan den ikke eksistere. Hvad angår perpetuum mobile af den anden slags, er det også umuligt, da energi i enhver kørende motor spredes på forskellige måder, hovedsageligt i form af varme.
I betragtning af at termodynamikkens love er blevet verificeret af flere århundreders eksperimenter og eksperimenter og aldrig har slået fejl, kan vi roligt sige, at ethvert projekt med evighedsmaskiner er et fupnummer. Sådanne projekter opstår ofte i forskellige religiøse kredse, hvor der er overbevisninger om uendelige energikilder og så videre.
Yderligere forskellige mentale"paradokser", som, det ser ud til, demonstrerer effektiviteten af visse perpetuum-mobiler. I alle disse tilfælde taler vi om fejl i forståelsen af fysikkens love, så sådanne mentale "paradokser" er lærerige.
Historisk søgen efter evighedsmaskiner og deres betydning for menneskehedens udvikling
Termodynamikkens love blev endelig etableret i anden halvdel af det 19. århundrede. Ifølge dem kan enhver kørende maskine ikke overføre energi fra en tilstand til en anden med en effektivitet på 100 %, for ikke at nævne den konstante tilførsel af energi til andre systemer uden at levere den til selve maskinen.
På trods af dette har mange mennesker i historiens løb og den dag i dag ledt efter og leder fortsat efter forskellige designs af arbejdende evighedsbevægelsesmaskiner, som kan sammenlignes med en slags "ungdomseliksir" i inden for mekanik.
Alle designs af sådanne maskiner er baseret på brugen af forskellige vægte, vinkler, fysiske eller mekaniske egenskaber af specifikke stoffer, som kan bevæge sig konstant og endda skabe en overskydende mængde nyttig energi. Når man taler om moderne tid og dens enorme energibehov, kan man forstå vigtigheden af perpetum mobile, som ville blive en reel revolution i menneskehedens udvikling.
Når vi går tilbage i historien, begyndte de første kendte designs af evighedsmaskiner at dukke op i middelalderens Europa. Det menes, at den tilsvarende opfindelse i Bayern i det 8. århundrede blev den første model af en evighedsmaskine.århundrede e. Kr.
Berømte design af evighedsmaskiner i middelalderen
Desværre vides intet om eksistensen af perpetum mobile projekter i samfund før middelalderen. Ingen information er blevet bevaret om, at de gamle grækere eller romere byggede sådanne maskiner.
Den ældste opfindelse af evighedsmaskinen kendt af menneskeheden er det magiske hjul. Selvom der ikke er bevaret nogen billeder af denne opfindelse, siger historiske skriftlige kilder, at den går tilbage til tiden for det merovingerriges eksistens på det moderne Bayerns territorium i det 8. århundrede. Nogle historikere siger dog, at denne maskine ikke rigtig eksisterede, og at alle oplysninger om den er en legende.
Bhaskara var en berømt indisk matematiker, der er anerkendt som den mest indflydelsesrige videnskabsmand i middelalderen på sit kontinent. Hans arbejde med differentialligninger går forud for lignende arbejde af Newton og Leibniz med 5 århundreder. Omkring 1150 opfandt Bhaskara et hjul, der skulle dreje for evigt. Desværre blev denne opfindelse aldrig konstrueret, men den er det første utvivlsomme bevis på forsøg på at skabe evig bevægelse.
Den første opfindelse af en evighedsmaskine i Europa er bilen fra den berømte franske frimurer og arkitekt fra det 13. århundrede Villard de Honnecourt. Det vides ikke med sikkerhed, om hans opfindelse blev konstrueret, men i Villard de Honnecourts dagbøger finder de et billede af hans perpetuum mobile.
Legendarisk ingeniør og opfinder fra Firenze, Leonardo da Vinci skabte også adskillige maskiner - evige bevægelsesmaskiner, og i denne henseende var han flere århundreder forud for sin tid. Disse maskiner viste sig naturligvis at være ubrugelige, og videnskabsmanden konkluderede, at evighedsmaskiner ikke kan eksistere i fysik.
Perpetual motion-maskiner fra den nye tidsalder
Med fremkomsten af moderne tid blev opfindelsen af evighedsmaskinen et populært tidsfordriv, og mange opfindere brugte deres tid på at skabe en sådan maskine. Dette boom skyldes primært succesen med udviklingen af mekanik.
Den italienske opfinder Mark Zimara fra det 16. århundrede tegnede således en evigt arbejdende mølle, og hollænderen Cornelius Drebbel dedikerede en af disse opfindelser til den engelske konge. I 1712 analyserede ingeniør Johann Bessler mere end 300 sådanne opfindelser og besluttede at skabe sin egen perpetum-mobil.
Som et resultat udstedte medlemmer af Royal Academy of Sciences i Paris i 1775 et dekret om, at de ikke ville acceptere nogen opfindelser, der er forbundet med emnet for en evighedsmaskine.
Tankeeksperimenter
I teoretisk fysik bruges tankeeksperimenter ofte til at prøve at teste grundlæggende fysiske love. Med hensyn til emnet evighedsmaskiner, kan følgende projekter nævnes:
Maxwells Dæmon. Vi taler om en overtrædelse af termodynamikkens anden lov, når en hypotetisk dæmon adskiller en blanding af gasser. Dette tankeeksperiment tilladerforstå essensen af systemets entropi
Richard Feynmans evighedsmaskine, der virker ved termiske udsving og derfor kan køre for evigt. Faktisk vil det fungere, så længe miljøet har en højere temperatur end selve motoren
Er håbet om at skabe en evighedsmaskine endelig dødt?
Vi kan ikke med sikkerhed sige, at en mekanisme, der er i stand til at virke evigt, aldrig vil blive opfundet, da menneskeheden stadig ikke ved meget om det univers, den lever i. Måske vil en art af eksotisk stof blive opdaget, såsom sort stof i rummet, som næsten intet er kendt om. Denne sags adfærd kan tvinge os til at genoverveje termodynamikkens love. Disse love er så fundamentale, at enhver ændring i deres rækkevidde vil svare til indflydelsen fra Albert Einsteins teori på Isaac Newtons klassiske mekaniks love og på fysikkens udvikling generelt. Det er også muligt, at der eksisterer evig bevægelse i objekter, hvis adfærd er styret af kvantemekanik.
