ماشین حرکت دائمی یا به زبان لاتین "perpetum mobile" یک ماشین فرضی است که پس از دادن یک تکانه اولیه و بدون نیاز به تامین انرژی بعدی برای همیشه می تواند کار کند.
قوانین ترمودینامیک
برای درک اینکه آیا یک موبایل دائمی ممکن است یا غیرممکن، باید دو قانون اول ترمودینامیک را به خاطر بسپارید:
- قانون اول ترمودینامیک می گوید: "انرژی نه ایجاد می شود و نه از بین می رود، فقط می تواند به حالت ها و اشکال مختلف منتقل شود." یعنی اگر کار روی یک سیستم انجام شود یا گرما را با محیط خارجی مبادله کند، انرژی داخلی آن تغییر می کند.
- قانون دوم ترمودینامیک. به گفته او، «آنتروپی جهان با گذشت زمان تمایل به افزایش دارد». این قانون نشان می دهد که فرآیند ترمودینامیکی خود به خود در کدام جهت پیش خواهد رفت. علاوه بر این، این قانون بر عدم امکان انتقال انرژی از نوعی به نوع دیگر بدون تلفات دلالت دارد.
دستگاه حرکت دائمی نوع اول و دوم
Perpetuum mobile یا به زبان لاتین perpetuum mobile دو نوع است:
- ماشین حرکت دائمی از نوع اول ماشینی است که دائماً بدون تامین انرژی خارجی کار می کند و در عین حال کارهایی را انجام می دهد. یعنی متحرک دائمی از نوع اول با قانون اول ترمودینامیک در تضاد است، به همین دلیل است که اتفاقاً آن را موتور نوع اول نامیدند.
- ماشین حرکت دائمی نوع دوم هر ماشینی است که با چرخه های تناوبی کار می کند و یک نوع انرژی را به دیگری تبدیل می کند، مثلاً مکانیکی به الکتریکی و بالعکس، بدون هیچ تلفاتی در فرآیند این تبدیل. یعنی یک ماشین حرکت دائمی (محرک دائمی) از نوع دوم با قانون دوم ترمودینامیک در تضاد است.
عدم وجود
یک ماشین حرکت دائمی از نوع اول با قانون اساسی فیزیک در مورد بقای انرژی در یک سیستم منزوی در تضاد است، بنابراین نمی تواند وجود داشته باشد. در مورد موبایل همیشگی نوع دوم نیز غیرممکن است، زیرا در هر موتوری که در حال کار است، انرژی به طرق مختلف پراکنده می شود، عمدتاً به صورت گرما.
با توجه به اینکه قوانین ترمودینامیک توسط چندین قرن آزمایش و آزمایش تأیید شده اند و هرگز شکست نخورده اند، به جرات می توان گفت که هر پروژه ماشین های حرکت دائمی یک فریب است. چنین پروژه‌هایی اغلب در محافل مذهبی مختلف به وجود می‌آیند که در آنها باورهایی درباره منابع بی‌پایان انرژی و غیره وجود دارد.
علاوه بر این، ذهنی مختلف"پارادوکس ها" که به نظر می رسد کارایی برخی از تلفن های همراه دائمی را نشان می دهد. در تمام این موارد، ما در مورد اشتباهات در درک قوانین فیزیک صحبت می کنیم، بنابراین چنین "پارادوکس های" ذهنی آموزنده است.
جستجوی تاریخی برای ماشین های حرکت دائمی و اهمیت آنها برای توسعه بشریت
قوانین ترمودینامیک سرانجام در نیمه دوم قرن نوزدهم وضع شد. به گفته آنها، هر ماشین در حال کار نمی تواند انرژی را با راندمان 100% از حالتی به حالت دیگر منتقل کند، البته بدون اینکه به خود ماشین برسد، انرژی را به سیستم های دیگر تامین کند.
با وجود این، بسیاری از افراد در طول تاریخ و تا به امروز به دنبال طرح های مختلفی از ماشین های حرکت دائمی کار بوده و هستند که می توان آنها را با نوعی "اکسیر جوانی" در جهان مقایسه کرد. رشته مکانیک.
همه طراحی های این گونه ماشین ها بر اساس استفاده از وزن ها، زوایای مختلف، خواص فیزیکی یا مکانیکی مواد خاصی است که می توانند دائما حرکت کنند و حتی مقدار اضافی انرژی مفید ایجاد کنند. با صحبت در مورد دوران مدرن و نیازهای عظیم انرژی آن، می توان اهمیت تلفن همراه دائمی را درک کرد که به یک انقلاب واقعی در توسعه بشر تبدیل خواهد شد.
با بازگشت به تاریخ، اولین طرح های شناخته شده ماشین های حرکت دائمی در اروپای قرون وسطی ظاهر شدند. اعتقاد بر این است که اختراع مربوطه در باواریا در قرن هشتم به اولین مدل از یک ماشین حرکت دائمی تبدیل شد.قرن بعد از میلاد.
طرح های معروف ماشین های حرکت دائمی در قرون وسطی
متاسفانه، هیچ چیز در مورد وجود پروژه های تلفن همراه perpetum در جوامع قبل از قرون وسطی شناخته شده نیست. هیچ اطلاعاتی مبنی بر ساختن چنین ماشین هایی توسط یونانیان یا رومیان باستان حفظ نشده است.
قدیمی ترین اختراع ماشین حرکت دائمی که بشر شناخته است چرخ جادو است. اگرچه هیچ تصویری از این اختراع حفظ نشده است، اما منابع مکتوب تاریخی می گویند که قدمت آن به زمان وجود امپراتوری مرووینگ در قلمرو بایرن مدرن در قرن هشتم بازمی گردد. با این حال، برخی از مورخان می گویند که این ماشین واقعا وجود نداشته و تمام اطلاعات در مورد آن یک افسانه است.
Bhaskara یک ریاضیدان مشهور هندی بود که به عنوان تأثیرگذارترین دانشمند قرون وسطی در قاره خود شناخته می شود. کار او بر روی معادلات دیفرانسیل قبل از کارهای مشابه نیوتن و لایبنیتس به مدت 5 قرن است. در حدود سال 1150، باسکارا چرخی را اختراع کرد که قرار بود برای همیشه بچرخد. متأسفانه، این اختراع هرگز ساخته نشد، اما این اولین مدرک بدون شک تلاش برای ایجاد حرکت دائمی است.
اولین اختراع یک ماشین حرکت دائمی در اروپا، ماشین فراماسون معروف فرانسوی و معمار قرن سیزدهم ویلار دو هانکور است. به طور قطع مشخص نیست که آیا اختراع او ساخته شده است یا خیر، اما در یادداشت های روزانه ویلارد دو هانکور تصویری از موبایل دائمی او پیدا می کنند.
مهندس و مخترع افسانه ای از فلورانس، لئوناردو داوینچی همچنین چندین ماشین ایجاد کرد - ماشین های حرکت دائمی، و از این نظر چندین قرن از زمان خود جلوتر بود. البته معلوم شد که این ماشین ها غیر قابل کار هستند و دانشمند به این نتیجه رسید که ماشین های حرکت دائمی نمی توانند در فیزیک وجود داشته باشند.
ماشین های حرکت دائمی عصر جدید
با ظهور دوران مدرن، اختراع ماشین حرکت دائمی به یک سرگرمی محبوب تبدیل شد و بسیاری از مخترعان وقت خود را صرف ساخت چنین ماشینی کردند. این رونق در درجه اول به دلیل موفقیت در توسعه مکانیک است.
بنابراین، مارک زیمارا، مخترع ایتالیایی قرن شانزدهم، یک آسیاب همیشه در حال کار طراحی کرد و کورنلیوس دربل هلندی یکی از این اختراعات را به پادشاه انگلیس تقدیم کرد. در سال 1712، مهندس یوهان بسلر بیش از 300 اختراع از این قبیل را تجزیه و تحلیل کرد و تصمیم گرفت موبایل شخصی خود را بسازد.
در نتیجه، در سال 1775، اعضای آکادمی سلطنتی علوم در پاریس فرمانی صادر کردند که هیچ اختراعی را که با موضوع ماشین حرکت دائمی مرتبط باشد، نمی پذیرند.
آزمایشات فکری
در فیزیک نظری، آزمایش های فکری اغلب برای آزمایش قوانین اساسی فیزیکی استفاده می شود. با توجه به مبحث ماشین های حرکت دائمی می توان به پروژه های زیر اشاره کرد:
دیو ماکسول. ما در مورد نقض قانون دوم ترمودینامیک صحبت می کنیم، زمانی که یک شیطان فرضی مخلوطی از گازها را جدا می کند. این آزمایش فکری اجازه می دهدماهیت آنتروپی سیستم را درک کنید
ماشین حرکت دائمی ریچارد فاینمن که با نوسانات حرارتی کار می کند و بنابراین می تواند برای همیشه کار کند. در واقع تا زمانی که محیط دمایی بالاتر از خود موتور داشته باشد کار خواهد کرد
آیا امید به ایجاد یک ماشین حرکت دائمی بالاخره مرده است؟
نمی‌توانیم با قاطعیت بگوییم که مکانیزمی که بتواند برای همیشه کار کند هرگز اختراع نخواهد شد، زیرا بشریت هنوز چیزهای زیادی در مورد کیهانی که در آن زندگی می‌کند نمی‌داند. شاید گونه ای از ماده عجیب و غریب مانند ماده سیاه در فضا کشف شود که تقریباً هیچ چیز در مورد آن مشخص نیست. رفتار این ماده ممکن است ما را مجبور به تجدید نظر در قوانین ترمودینامیک کند. این قوانین به قدری اساسی هستند که هرگونه تغییر در دامنه آنها مشابه تأثیر نظریه آلبرت اینشتین بر قوانین مکانیک کلاسیک اسحاق نیوتن و به طور کلی بر توسعه فیزیک خواهد بود. همچنین ممکن است حرکت دائمی در اجسامی وجود داشته باشد که رفتار آنها تحت کنترل مکانیک کوانتومی است.
