Perpetuum mobile: Proč nedokážeme vyrobit nekonečno energie?

O dokonalém stroji sníme už dlouho, přesto se perpetuum mobile pořád nepodařilo vyrobit. Jaké fyzikální zákony mu stojí v cestě? A můžeme s nimi něco udělat?
Ani toto zdánlivé perpetuum mobile na principu Bháskarova kola nefunguje.
Ani toto zdánlivé perpetuum mobile na principu Bháskarova kola nefunguje.
istockphoto.com

reklama

Fenomén perpetuum mobile fascinuje lidstvo už po staletí – minimálně od dob středověku. Představa dokonalého stroje, který by nepotřeboval vnější zdroj energie a sám sobě poskytoval energii na chod, je zakořeněna už v názvu: latinsky znamená perpetuum mobile „věčný pohyb“ či „stále se pohybující“. I přes množství neúspěchů napříč historií se lidé nevzdávají a podobná porušení fyzikálních zákonů stále hledají.

Neprůchozí zákony termodynamiky

Hlavní překážkou je termodynamika, tedy fyzikální disciplína zabývající se vztahy mezi různými formami energie. První zákon termodynamiky říká, že energie nemůže v izolovaném systému samovolně vznikat, ani zanikat – jedná se tedy o princip zachování energie. Jeden stroj tudíž nemůže vyprodukovat více energie, než kolik jí je do něj vloženo. A to je kámen úrazu většiny konceptů nekonečně fungujících strojů.

Ty totiž často vycházejí z principu věčně se pohybujícího kola, které už ve 12. století navrhl indický učenec Bháskara II. Představil kolo s paprsky, které by byly částečně naplněny rtutí. Jakmile by se kolo jednou dalo do pohybu, rtuť by se přelévala z jednoho paprsku do druhého s dostatečnou silou, aby kolo zůstalo v pohybu napořád. Takový stroj však v praxi nefunguje, neboť se vlastní vahou po čase zastaví – podobně jako kyvadlo. Mechanismy, které zdánlivě dokážou zúročit všechnu energii, jež je do nich vložena, obvykle beztak potřebují externí zdroj energie, a i pokud by tomu tak nebylo, je tu ještě druhý zákon termodynamiky.

Ten říká, že energie se kvůli procesům jako třeba tření postupně rozptyluje. V důsledku interakce jakýchkoli mechanických částí se vzduchem či tekutinami dochází k energetickým ztrátám, tedy unikání tepla. Tomuto procesu není možné zabránit a děje se i ve vakuu. Jinými slovy, i stroj, který dokáže zužitkovat maximum své energie, postupem času v produktivitě ochabuje kvůli nízkým, leč nepřestávajícím energetickým ztrátám.

Budoucnost perpetuum mobile

Tyto dva zákony termodynamiky zatím zlomily vaz veškerým pokusům o vytvoření skutečně funkčního stroje v duchu perpetuum mobile. Nelze vyloučit, že se postupným objevováním dalších a tajemnějších zákonitostí vesmíru (především v oblasti kvantové fyziky) podaří stávající termodynamické zákony redefinovat, ovšem zatím to tak nevypadá. V posledních letech se hovoří o takzvaných časových krystalech (time crystals), které na mikroskopické úrovni provádějí neustávající a opakovaný pohyb – a částečně tak splňují definici perpetua mobile. Bohužel tak však činí s nulovou energií, respektive v kvantovém základním stavu, a tak z těchto částic není možné získat žádnou energii. Před dekádou bychom si však nedokázali představit ani to…

reklama

reklama