მუდმივი მოძრაობის მანქანა, ან ლათინურად "perpetum mobile", არის ჰიპოთეტური მანქანა, რომელსაც შეუძლია სამუდამოდ ფუნქციონირება მას შემდეგ, რაც მას პირველადი იმპულსი მისცემს და მას შემდგომი ენერგიის მიწოდების საჭიროების გარეშე.
თერმოდინამიკის კანონები
იმისათვის, რომ გავიგოთ, შესაძლებელია თუ არა perpetum mobile, უნდა გვახსოვდეს თერმოდინამიკის პირველი ორი კანონი:
- თერმოდინამიკის პირველი კანონი ამბობს: "ენერგია არც იქმნება და არც ნადგურდება, მას შეუძლია მხოლოდ გადავიდეს სხვადასხვა მდგომარეობებში და ფორმებში." ანუ თუ მოცემულ სისტემაზე კეთდება მუშაობა ან ის ცვლის სითბოს გარე გარემოსთან, მაშინ იცვლება მისი შინაგანი ენერგია.
- თერმოდინამიკის მეორე კანონი. მისი თქმით, „სამყაროს ენტროპია დროთა განმავლობაში იზრდება“. ეს კანონი მიუთითებს, თუ რომელი მიმართულებით წარიმართება თერმოდინამიკური პროცესი სპონტანურად. გარდა ამისა, ეს კანონი გულისხმობს ენერგიის ერთი ტიპიდან მეორეზე დანაკარგის გარეშე გადაცემის შეუძლებლობას.
პირველი და მეორე ტიპის მუდმივი მოძრაობის მანქანა
Perpetuum mobile, ან ლათინურად perpetuum mobile, ორგვარია:
- პირველი ტიპის მუდმივი მოძრაობის მანქანა არის მანქანა, რომელიც მუდმივად მუშაობს გარე ენერგიის მიწოდების გარეშე და ამავე დროს ასრულებს გარკვეულ სამუშაოებს. ანუ, პირველი ტიპის perpetum mobile ეწინააღმდეგება თერმოდინამიკის პირველ კანონს, რის გამოც, სხვათა შორის, მას უწოდეს პირველი სახის ძრავა.
- მეორე ტიპის მუდმივი მოძრაობის მანქანა არის ნებისმიერი მანქანა, რომელიც მუშაობს პერიოდულ ციკლებთან, გარდაქმნის ერთი ტიპის ენერგიას მეორეში, მაგალითად, მექანიკურ ელექტროდ და პირიქით, ამ ტრანსფორმაციის პროცესში რაიმე დანაკარგის გარეშე. ანუ, მეორე ტიპის მუდმივი მოძრაობის მანქანა (perpetuum mobile) ეწინააღმდეგება თერმოდინამიკის მეორე კანონს.
არსებობის შეუძლებლობა
პირველი ტიპის მუდმივი მოძრაობის მანქანა ეწინააღმდეგება ფიზიკის ფუნდამენტურ კანონს იზოლირებულ სისტემაში ენერგიის შენარჩუნების შესახებ, ამიტომ ის ვერ იარსებებს. რაც შეეხება მეორე ტიპის პერპეტუუმ მობილურს, ეს ასევე შეუძლებელია, რადგან ნებისმიერ მომუშავე ძრავაში ენერგია ნაწილდება სხვადასხვა გზით, ძირითადად სითბოს სახით.
თუ გავითვალისწინებთ, რომ თერმოდინამიკის კანონები დადასტურებულია რამდენიმე საუკუნის ექსპერიმენტებითა და ექსპერიმენტებით და არასოდეს წარუმატებელია, შეგვიძლია თამამად ვთქვათ, რომ მუდმივი მოძრაობის მანქანების ნებისმიერი პროექტი არის ხუმრობა. ასეთი პროექტები ხშირად წარმოიქმნება სხვადასხვა რელიგიურ წრეებში, რომლებშიც არსებობს რწმენა ენერგიის გაუთავებელი წყაროების შესახებ და ასე შემდეგ.
უფრო მეტიც, სხვადასხვა გონებრივი"პარადოქსები", რომლებიც, როგორც ჩანს, მეტყველებს გარკვეული უწყვეტი მობილურების ეფექტურობაზე. ყველა ამ შემთხვევაში ჩვენ ვსაუბრობთ შეცდომებზე ფიზიკის კანონების გაგებაში, ამიტომ ასეთი გონებრივი „პარადოქსები“სასწავლებელია.
მუდმივი მოძრაობის მანქანების ისტორიული ძიება და მათი მნიშვნელობა კაცობრიობის განვითარებისთვის
თერმოდინამიკის კანონები საბოლოოდ ჩამოყალიბდა მე-19 საუკუნის მეორე ნახევარში. მათი თქმით, ნებისმიერ მომუშავე მანქანას არ შეუძლია ენერგიის გადატანა ერთი მდგომარეობიდან მეორეში 100%-იანი ეფექტურობით, რომ აღარაფერი ვთქვათ ენერგიის მუდმივ მიწოდებაზე სხვა სისტემებზე თავად აპარატის მიწოდების გარეშე.
მიუხედავად ამისა, ბევრი ადამიანი ისტორიის მანძილზე და დღემდე ეძებდა და ეძებს მუდმივი მოძრაობის მანქანების სხვადასხვა დიზაინს, რომელიც შეიძლება შევადაროთ ერთგვარ "ახალგაზრდობის ელექსირს" მექანიკის დარგი.
ასეთი მანქანების ყველა დიზაინი დაფუძნებულია კონკრეტული ნივთიერებების სხვადასხვა წონის, კუთხის, ფიზიკური თუ მექანიკური თვისებების გამოყენებაზე, რომლებსაც შეუძლიათ მუდმივად გადაადგილება და ჭარბი სასარგებლო ენერგიის შექმნაც კი. თანამედროვე დროზე და მის უზარმაზარ ენერგეტიკულ საჭიროებებზე საუბრისას შეიძლება გავიგოთ perpetum mobile-ის მნიშვნელობა, რომელიც გახდება ნამდვილი რევოლუცია კაცობრიობის განვითარებაში.
ისტორიაში დაბრუნების შემდეგ, მუდმივი მოძრაობის მანქანების პირველი ცნობილი დიზაინები გამოჩნდა შუა საუკუნეების ევროპაში. ითვლება, რომ შესაბამისი გამოგონება ბავარიაში მე-8 საუკუნეში გახდა მუდმივი მოძრაობის მანქანის პირველი მოდელი.წ.წ.
მუდმივი მოძრაობის მანქანების ცნობილი დიზაინები შუა საუკუნეებში
სამწუხაროდ, არაფერია ცნობილი შუა საუკუნეებამდე საზოგადოებებში perpetum mobile პროექტების არსებობის შესახებ. არ არის შემონახული ინფორმაცია იმის შესახებ, რომ ძველი ბერძნები ან რომაელები ქმნიდნენ ასეთ მანქანებს.
მუდმივი მოძრაობის აპარატის უძველესი გამოგონება, რომელიც კაცობრიობისთვის ცნობილია, არის ჯადოსნური ბორბალი. მიუხედავად იმისა, რომ ამ გამოგონების ნახატები არ არის შემონახული, ისტორიული წერილობითი წყაროები ამბობენ, რომ იგი თარიღდება მეროვინგების იმპერიის არსებობის დროით თანამედროვე ბავარიის ტერიტორიაზე VIII საუკუნეში. თუმცა, ზოგიერთი ისტორიკოსი ამბობს, რომ ეს მანქანა ნამდვილად არ არსებობდა და რომ ყველა ინფორმაცია მის შესახებ ლეგენდაა.
ბჰასკარა იყო ცნობილი ინდოელი მათემატიკოსი, რომელიც აღიარებულია შუა საუკუნეების ყველაზე გავლენიან მეცნიერად თავის კონტინენტზე. მისი ნაშრომი დიფერენციალურ განტოლებებზე 5 საუკუნით უსწრებს ნიუტონისა და ლაიბნიცის მსგავს ნაშრომებს. დაახლოებით 1150 წელს ბჰასკარამ გამოიგონა ბორბალი, რომელიც სამუდამოდ უნდა შემობრუნებულიყო. სამწუხაროდ, ეს გამოგონება არასოდეს აშენდა, მაგრამ ეს არის მუდმივი მოძრაობის შექმნის მცდელობის პირველი უდავო მტკიცებულება.
მუდმივი მოძრაობის მანქანის პირველი გამოგონება ევროპაში არის ცნობილი ფრანგი მასონისა და XIII საუკუნის არქიტექტორის ვილარ დე ჰონეკურის მანქანა. დანამდვილებით არ არის ცნობილი, იყო თუ არა მისი გამოგონება აგებული, მაგრამ ვილარ დე ჰონეკურის დღიურებში ისინი აღმოაჩენენ მისი perpetuum mobile-ის სურათს.
ლეგენდარულმა ინჟინერმა და გამომგონებელმა ფლორენციიდან ლეონარდო და ვინჩიმ ასევე შექმნა რამდენიმე მანქანა - მუდმივი მოძრაობის მანქანები და ამ მხრივ ის თავის დროზე რამდენიმე საუკუნით უსწრებდა. ეს მანქანები, რა თქმა უნდა, აღმოჩნდა უმოქმედო და მეცნიერმა დაასკვნა, რომ მუდმივი მოძრაობის მანქანები ფიზიკაში ვერ იარსებებს.
ახალი ეპოქის მუდმივი მოძრაობის მანქანები
თანამედროვე დროის დადგომასთან ერთად, მუდმივი მოძრაობის აპარატის გამოგონება პოპულარული გართობა გახდა და ბევრი გამომგონებელი ატარებდა თავის დროს ასეთი მანქანის შექმნას. ეს ბუმი უპირველეს ყოვლისა განპირობებულია მექანიკის განვითარებაში მიღწეული წარმატებებით.
ამგვარად, მე-16 საუკუნის იტალიელმა გამომგონებელმა მარკ ზიმარამ შექმნა მუდმივი სამუშაო წისქვილი და ჰოლანდიელმა კორნელიუს დრებელმა ერთ-ერთი ასეთი გამოგონება მიუძღვნა ინგლისის მეფეს. 1712 წელს ინჟინერმა იოჰან ბესლერმა გააანალიზა 300-ზე მეტი ასეთი გამოგონება და გადაწყვიტა შეექმნა საკუთარი perpetum mobile.
შედეგად, 1775 წელს, პარიზის მეცნიერებათა სამეფო აკადემიის წევრებმა გამოსცეს განკარგულება, რომ ისინი არ მიიღებდნენ რაიმე გამოგონებას, რომელიც დაკავშირებულია მუდმივი მოძრაობის მანქანასთან.
სააზროვნო ექსპერიმენტები
თეორიულ ფიზიკაში სააზროვნო ექსპერიმენტები ხშირად გამოიყენება ფუნდამენტური ფიზიკური კანონების შესამოწმებლად. მარადიული მოძრაობის მანქანების თემასთან დაკავშირებით შეიძლება აღინიშნოს შემდეგი პროექტები:
მაქსველის დემონი. საუბარია თერმოდინამიკის მეორე კანონის დარღვევაზე, როდესაც ჰიპოთეტური დემონი გამოყოფს აირების ნარევს. ეს სააზროვნო ექსპერიმენტი იძლევა საშუალებასგაიგეთ სისტემის ენტროპიის არსი
რიჩარდ ფეინმანის მუდმივი მოძრაობის მანქანა, რომელიც მუშაობს თერმული რყევებით და, შესაბამისად, შეუძლია სამუდამოდ იმუშაოს. სინამდვილეში, ის იმუშავებს მანამ, სანამ გარემოს აქვს უფრო მაღალი ტემპერატურა, ვიდრე თავად ძრავა
საბოლოოდ მოკვდა მუდმივი მოძრაობის მანქანის შექმნის იმედი?
დარწმუნებით ვერ ვიტყვით, რომ მექანიზმი, რომელსაც შეუძლია სამუდამოდ მუშაობა, ვერასოდეს გამოიგონებს, რადგან კაცობრიობამ ჯერ კიდევ ბევრი რამ არ იცის სამყაროს შესახებ, რომელშიც ის ცხოვრობს. შესაძლოა აღმოჩნდეს ეგზოტიკური მატერიის ისეთი სახეობა, როგორიცაა შავი მატერია კოსმოსში, რომლის შესახებაც თითქმის არაფერია ცნობილი. ამ საკითხის ქცევამ შესაძლოა გვაიძულებს გადახედოთ თერმოდინამიკის კანონებს. ეს კანონები იმდენად ფუნდამენტურია, რომ მათი მოცულობის ნებისმიერი ცვლილება იქნება ალბერტ აინშტაინის თეორიის გავლენის მსგავსი ისააკ ნიუტონის კლასიკური მექანიკის კანონებზე და ზოგადად ფიზიკის განვითარებაზე. ასევე შესაძლებელია, რომ მუდმივი მოძრაობა არსებობდეს ობიექტებში, რომელთა ქცევას მართავს კვანტური მექანიკა.
