Tipuri de perpetuum mobile
In acceptie termodinamica se discuta doar
despre perpetuum mobile de speta intai si a doua,
corespunzator echivalentei dintre lucru mecanic si
caldura. In sens larg, expresia este folosita la toate dispozitivele
cu miscare perpetua, ind iferent de formele de energie (elecrica,
magnetica etc.) care intervin. Definitorii sunt legea conservarii
energiei si problema ireversibilitatii. Unele dispozitive
isi obtin miscarea din surse de energie neconventionala,
"ecologice", insa, desi apar ca noi surse de miscare, evident,
nu sunt niste perpetuum mobile.
Perpetuum mobile de speta intai
Un perpetuum mobile de speta intai este un sistem
fizico-chimic care ar functiona ciclic si ar efectua, intr-un
numar de cicluri complete, lucru mecanic, fara a primi din
exterior energie sub forma de lucru mecanic sau caldura.
Imposibilitatea de a realiza un astfel de sistem este o consecinta a
primului principiu al termodinamicii. Din acesta rezulta imposibilitatea
realizarii, atat a acestui perpetuum mobile, cat si a reciprocului
sau, adica a unui sistem care sa functioneze ciclic si
sa primeasca, intr-un numar de cicluri complete, lucru mecanic,
fara sa cedeze in exterior energie sub forma de lucru
mecanic sau caldura.
Perpetuum mobile de speta a doua
Un perpetuum mobile de speta a doua este un sistem
fizico-chimic care ar functiona ciclic si ar efectua, intr-un
numar de cicluri complete, lucru mecanic, schimband caldura cu o
singura sursa de caldura, sursa fiind un sistem fizico-chimic
de temperatura uniforma. Imposibilitatea de a realiza un astfel de
sistem este o consecinta a celui de al doilea principiu al
termodinamicii. Problema demonului lui Maxwell este pana azi un
obiect de discutie.
Perpetuum mobile de speta a treia
Expresia perpetuum mobile de speta a treia este
de data recenta, nu este legata de termodinamica si se
refera la sisteme fizico-chimice izolate care, odata puse in
miscare, Deoarece nu schimba energie cu mediul ambiant si
nu-si schimba forma energiilor din sistem (in jargon tehnic sunt
lipsite de pierderi) isi pastreaza miscarea pe timp
nelimitat. Imposibilitatea de a realiza un astfel de sistem deriva din
ireversibilitatea fenomenelor.
Exemple de perpetuum mobile
Perpetuum mobile care nu functioneaza
Acestea sunt dispozitive cunoscute, care nu
functioneaza, iar explicatia de ce nu functioneaza a
fost data.
Roata
dezechilibrata.
Se presupunea ca masele dintr-o parte a rotii (bile pe tije, bile
libere, ciocane, mercur etc.) pot dezechilibra roata, care se va roti,
producand lucru mecanic. Echilibrul fortelor si al momentelor unei
astfel de roti (figura alaturata) a fost demonstrat de
Leonardo da Vinci. Situatia este comuna tuturor rotilor
mecanice "magice".
|
|
Roata lui Orffyreus. Roata lui Orffyreus este,
dupa cum a fost desenata de Johann Bessler (figura de jos) un
volant care odata pus in miscare se invarte fara oprire.
Secretul este descoperit in 1727, cand servitoarea sa dezvaluie cum
impulsiona ea masina (figura de alaturi), impuls suficient pentru
mentinerea rotii in rotatie cateva zile.
|
|
Planuri
inclinate.
Simon Stevin a conceput un perpetuum mobile in care a presupus ca cele
patru bile de pe o panta a planului vor trage cele doua bile de pe
cealalta panta, rezultand o miscare continua. Nefunctionarea
dispozitivului a dus la descoperirea echilibrului fortelor pe un plan
inclinat. Problema (si explicatia nefunctionarii) este
similara la toate dispozitivele gravitationale pe baza de
lanturi cu diferite lungimi si pozitii.
|
|
Surub
hidraulic.
Surubul hidraulic al lui Arhimede, aplicat la o masinarie din
jurul anului 1660. In aplicatia din imaginea alaturata se
intentiona ca apa ridicata de un surub Arhimede in partea de
sus a instalatiei sa fie folosita la actionarea unei
roti hidraulice. Aceasta roata actiona, printr-un
angrenaj, surubul hidraulic si o piatra de tocila. Autorul
schitei presupunea ca debitul de apa era suficient nu numai
pentru actionarea rotii hidraulice, ci si pentru racirea
pietrei de tocila. Randamentele rotii si a surubului
hidraulic, datorita frecarilor si
neetanseitatilor, nu permit functionarea perpetua a
instalatiei.
|
|
Curea
care pluteste.
Corpurile galbene sunt corpuri flotante, care sunt impinse in sus in ramura
cu lichid de forta arhimedica, actionand rotile.
Introducerea corpurilor in partea de jos necesita insa o
forta care echilibreaza exact flotabilitatea. Frecarile
si neetanseitatile opresc miscarea.
|
|
Roata
plutitoare.
Autorul propunerii presupunea ca roata, fiind confectionata
din lemn, in apa pluteste. Deci sfertul de roata imersat este
impins de forta arhimedica in sus, actionand roata. In
realitate, forta arhimedica este rezultanta presiunii lichidului
asupra partii imersate a obiectului, rezultanta care la
aceasta constructie este zero. ca urmare, roata nu se
misca. Situatia este comuna tuturor rotilor imersate
in doua sau mai multe fluide cu densitati diferite.
|
|
Cupa lui Boyle. Ideea se baza pe
capilaritate. Lichidul trebuia sa aiba o tensiune superficiala
mai mica decat forta de adeziune la pereti (de exemplu
apa in vas de sticla), ceea ce duce la ridicarea lichidului in
tubul capilar C. Acesta readuce lichidul in vas, realizand o
miscare perpetua. Dispozitivul nu fuctioneaza deoarece
fortele capilare retin lichidul in tubul capilar, nu-l
elibereaza in vas. Tubul capilar poate fi inlocuit cu corpuri poroase
(fitile, bureti), cu acelasi rezultat si motiv de
nefunctionare.
|
|
Dispozitivul
lui Maricourt.
Acest dispozitiv a fost propus tocmai in scopul studierii
proprietatilor magnetilor. A este un magnet care atrage
bila B in sus pe planul inclinat M. Cind ajunge sus, bila cade
prin orificiul C pe panta in forma de arc de cicloida N,
unde gravitatia o accelereaza spre D, unde se intoarce pe
rampa M si miscarea continua. Dispozitivul nu
functioneaza deoarece fortele magnetica si
gravitationala se echilibreaza intr-un punct de pe traseu
(punct situat de fapt pe cicloida), iar frecarea opreste
miscarea in acel punct.
|
|
Grup
motor-generator electrice.
Acest sistem se presupune ca ar functiona in modul urmator:
motorul electric antreneaza prin transmisia mecanica generatorul
electric, care produce curent, care alimenteaza motorul electric,
obtinandu-se miscarea perpetua. Sistemul nu
functioneaza deoarece atat motorul, cat si generatorul doar
transforma o forma de energie (cea mecanica, respectiv cea
electrica) in alta, transformare care nu poate genera nimic in plus, ba
chiar pierderile limiteaza randamentul transformarilor. Ca urmare,
odata consumata energia impulsului initial, sistemul se
opreste.
|
|
Bibliografie:
www. wikipedia.ro
(continuarea in numarul viitor)