Mesin gerakan kekal, atau dalam bahasa Latin "perpetum mobile", ialah mesin hipotesis yang boleh berfungsi selama-lamanya selepas memberikannya dorongan awal dan tanpa memerlukan bekalan tenaga berikutnya kepadanya.
Hukum termodinamik
Untuk memahami sama ada mudah alih perpetum adalah mungkin atau mustahil, seseorang harus mengingati dua undang-undang pertama termodinamik:
- Hukum pertama termodinamik mengatakan: "Tenaga tidak dicipta atau dimusnahkan, ia hanya boleh masuk ke dalam keadaan dan bentuk yang berbeza." Iaitu, jika kerja dilakukan pada sistem tertentu atau ia menukar haba dengan persekitaran luaran, maka tenaga dalamannya berubah.
- Hukum kedua termodinamik. Menurutnya, "entropi alam semesta cenderung meningkat dengan masa." Undang-undang ini menunjukkan ke arah mana proses termodinamik akan berjalan secara spontan. Di samping itu, undang-undang ini membayangkan kemustahilan pemindahan tenaga dari satu jenis ke jenis lain tanpa kehilangan.
Mesin gerakan kekal jenis pertama dan kedua
Perpetuum mobile, atau dalam bahasa Latin perpetuum mobile, terdiri daripada dua jenis:
- Mesin gerakan kekal jenis pertama ialah mesin yang sentiasa berfungsi tanpa bekalan tenaga luaran dan pada masa yang sama melakukan beberapa kerja. Iaitu, mudah alih perpetum jenis pertama bercanggah dengan undang-undang pertama termodinamik, itulah sebabnya, secara kebetulan, ia dipanggil enjin jenis pertama.
- Mesin gerakan kekal jenis kedua ialah sebarang mesin yang berfungsi dengan kitaran berkala, menukar satu jenis tenaga kepada yang lain, contohnya, mekanikal kepada elektrik dan sebaliknya, tanpa sebarang kerugian dalam proses transformasi ini. Iaitu, mesin gerakan kekal (perpetuum mobile) jenis kedua bercanggah dengan hukum kedua termodinamik.
Kemustahilan wujud
Mesin gerakan kekal jenis pertama bercanggah dengan undang-undang asas fizik tentang pemuliharaan tenaga dalam sistem terpencil, oleh itu ia tidak boleh wujud. Bagi peranti mudah alih perpetuum jenis kedua, ia juga mustahil, kerana dalam mana-mana enjin yang sedang berjalan, tenaga disebarkan dalam pelbagai cara, terutamanya dalam bentuk haba.
Memandangkan undang-undang termodinamik telah disahkan oleh beberapa abad eksperimen dan eksperimen dan tidak pernah gagal, kami boleh mengatakan dengan selamat bahawa mana-mana projek mesin gerakan kekal adalah penipuan. Projek sedemikian sering timbul dalam pelbagai kalangan agama, di mana terdapat kepercayaan tentang sumber tenaga yang tidak berkesudahan dan sebagainya.
Tambahan pula, pelbagai mental"paradoks", yang, nampaknya, menunjukkan kecekapan telefon bimbit perpetuum tertentu. Dalam semua kes ini, kita bercakap tentang kesilapan dalam memahami undang-undang fizik, jadi "paradoks" mental sedemikian adalah pengajaran.
Pencarian bersejarah untuk mesin gerakan kekal dan kepentingannya untuk pembangunan umat manusia
Hukum termodinamik akhirnya ditubuhkan pada separuh kedua abad ke-19. Menurut mereka, mana-mana mesin yang sedang berjalan tidak boleh memindahkan tenaga dari satu keadaan ke keadaan lain dengan kecekapan 100%, apatah lagi bekalan tenaga yang berterusan ke sistem lain tanpa membekalkannya kepada mesin itu sendiri.
Walaupun begitu, ramai orang dalam perjalanan sejarah dan hingga ke hari ini telah mencari dan terus mencari pelbagai reka bentuk mesin gerakan kekal yang berfungsi, yang boleh dibandingkan dengan sejenis "elixir of youth" dalam bidang mekanik.
Semua reka bentuk mesin sedemikian adalah berdasarkan penggunaan berat, sudut, sifat fizikal atau mekanikal yang berbeza bagi bahan tertentu yang boleh bergerak secara berterusan malah menghasilkan lebihan tenaga berguna. Bercakap tentang zaman moden dan keperluan tenaganya yang besar, seseorang boleh memahami kepentingan perpetum mobile, yang akan menjadi revolusi sebenar dalam pembangunan umat manusia.
Berbalik dalam sejarah, reka bentuk pertama mesin gerakan kekal mula muncul di Eropah zaman pertengahan. Adalah dipercayai bahawa ciptaan yang sepadan di Bavaria pada abad ke-8 menjadi model pertama mesin gerakan kekal.abad Masehi.
Reka bentuk terkenal mesin gerakan kekal pada Zaman Pertengahan
Malangnya, tiada apa yang diketahui tentang kewujudan projek mudah alih perpetum dalam masyarakat sebelum Zaman Pertengahan. Tiada maklumat telah disimpan bahawa orang Yunani atau Rom purba membina mesin sedemikian.
Penciptaan mesin gerakan kekal yang paling kuno yang diketahui manusia ialah roda ajaib. Walaupun tiada gambar ciptaan ini telah dipelihara, sumber bertulis sejarah mengatakan bahawa ia bermula sejak zaman kewujudan Empayar Merovingian di wilayah Bavaria moden pada abad ke-8. Walau bagaimanapun, sesetengah ahli sejarah mengatakan bahawa mesin ini tidak benar-benar wujud dan semua maklumat mengenainya adalah legenda.
Bhaskara ialah seorang ahli matematik India terkenal yang diiktiraf sebagai saintis paling berpengaruh pada Zaman Pertengahan di benuanya. Kerjanya mengenai persamaan pembezaan mendahului kerja serupa oleh Newton dan Leibniz pada 5 abad. Sekitar 1150, Bhaskara mencipta roda yang sepatutnya berputar selama-lamanya. Malangnya, ciptaan ini tidak pernah dibina, tetapi ia adalah bukti pertama percubaan untuk mencipta gerakan kekal.
Penciptaan pertama mesin gerakan kekal di Eropah ialah kereta Freemason Perancis yang terkenal dan arkitek Villard de Honnecourt abad XIII. Tidak diketahui dengan pasti sama ada ciptaannya telah dibina, tetapi dalam diari Villard de Honnecourt mereka menemui imej mudah alih kekalnya.
Jurutera dan pencipta legenda dari Florence, Leonardo da Vinci juga mencipta beberapa mesin - mesin gerakan kekal, dan dalam hal ini dia beberapa abad mendahului zamannya. Mesin ini, sudah tentu, ternyata tidak boleh digunakan, dan saintis membuat kesimpulan bahawa mesin gerakan kekal tidak boleh wujud dalam fizik.
Mesin gerakan kekal Zaman Baharu
Dengan kemunculan zaman moden, ciptaan mesin gerakan kekal menjadi hobi yang popular, dan ramai pencipta menghabiskan masa mereka mencipta mesin sedemikian. Ledakan ini disebabkan terutamanya oleh kejayaan dalam pembangunan mekanik.
Oleh itu, pencipta Itali abad ke-16 Mark Zimara mereka bentuk kilang yang sentiasa berfungsi, dan orang Belanda Cornelius Drebbel mendedikasikan salah satu ciptaan ini kepada raja Inggeris. Pada tahun 1712, jurutera Johann Bessler menganalisis lebih daripada 300 ciptaan sedemikian dan memutuskan untuk mencipta mudah alih perpetumnya sendiri.
Akibatnya, pada tahun 1775, ahli Akademi Sains Diraja di Paris mengeluarkan dekri bahawa mereka tidak akan menerima sebarang ciptaan yang dikaitkan dengan subjek mesin gerakan kekal.
Percubaan pemikiran
Dalam fizik teori, eksperimen pemikiran sering digunakan untuk mencuba untuk menguji hukum fizik asas. Berkenaan topik mesin gerakan kekal, projek berikut boleh disebut:
Setan Maxwell. Kita bercakap tentang pelanggaran undang-undang kedua termodinamik, apabila syaitan hipotesis memisahkan campuran gas. Percubaan pemikiran ini membolehkanmemahami intipati entropi sistem
Mesin gerakan kekal Richard Feynman yang berfungsi mengikut turun naik haba dan oleh itu boleh berjalan selama-lamanya. Malah, ia akan berfungsi selagi persekitaran mempunyai suhu yang lebih tinggi daripada enjin itu sendiri
Adakah harapan untuk mencipta mesin gerakan kekal akhirnya mati?
Kita tidak boleh mengatakan dengan pasti bahawa mekanisme yang mampu berfungsi selama-lamanya tidak akan pernah dicipta, kerana manusia masih tidak mengetahui banyak tentang Alam Semesta tempat ia hidup. Mungkin spesies bahan eksotik akan ditemui, seperti jirim hitam di angkasa, yang hampir tiada apa yang diketahui. Tingkah laku perkara ini mungkin memaksa kita untuk mempertimbangkan semula undang-undang termodinamik. Undang-undang ini sangat asas sehingga sebarang perubahan dalam skopnya akan serupa dengan pengaruh teori Albert Einstein terhadap undang-undang mekanik klasik Isaac Newton dan perkembangan fizik secara amnya. Ada kemungkinan juga bahawa gerakan kekal wujud dalam objek yang tingkah lakunya dikawal oleh mekanik kuantum.
