Чому вічні двигуни не працюють вічно

Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці. Або тут.

Приблизно у 1159 році нашої ери математик, на ім'я Бхаскар Вчений описав в загальних рисах колесо, до якого буди прикріплені місткості з ртуттю.
Він міркував, що під час обертання колеса ртуть перетікатиме в ніжну частину кожної з місткостей, залишаючи один бік колеса постійно важчим, ніж інший.
Такий дисбаланс змушував би колесо обертатися вічно.
Опис колеса Бхаскара був одним із найбільших ранніх проєктів вічного двигуна, пристрою, що міг би вічно виконувати роботу без будь-якого зовнішнього джерела енергії.
Спробуйте лише уявити вітряк, який сам створює вітер необхідний для його обертання.
Або електричну лампу, чиє світіння забезпечує її саму електроенергією.
Такі пристрої захоплювали уяву багатьох винахідників, оскільки вони могли б повністю змінити наші взаємини з енергією.
Наприклад, якби ви могли б побудувати вічний двигун, що включав би людину як частину його власної абсолютної системи, то такий пристрій міг би підтримувати життя вічно.
Та є лише одна проблема — вони не працюють.
Усі проєкти вічних двигунів порушують один чи більше фундаментальних законів термодинаміки — розділу фізики, який описує відношення, та взаємні перетворення між різними формами енергії.
Перший закон термодинаміки стверджує, що енергія не може виникнути з нічого, або бути знищена.
Ви не можете отримати більше енергії, ніж затратили.
Це одразу виключає можливість існування діючого вічного двигуна, бо машина, чи пристрій може виробляти лише стільки енергії, скільки нею споживається.
Нічого не залишаться для того, щоб привести в рух автомобіль, чи зарядити телефон.
Але що, як ви хочете, щоб машина приводила в рух сама себе?
Винахідники пропонували безліч ідей.
Деякі з них були варіаціями дисбалансованого колеса Бхаскара з кульками, що перекочувалися, або з вантажами на рухомих стрижнях.
Жодна з цих ідей не спрацювала.
Рухомі частини, які роблять один бік колеса важчим, також зміщують центр мас вниз від осі обертання.
З низько розміщеним центром мас, колесо лише коливається вперед і назад, як маятник, і згодом зупиняється.
А як щодо іншого підходу?
У сімнадцятому столітті Роберт Бойль запропонував ідею колби, яка сама б наповнювалась водою.
Він припустив, що капілярний ефект, тобто притягання між рідинами й поверхнями, що тягне воду через тонкі труби, зможе забезпечити циркуляцію води в колбі.
Але, якщо капілярний ефект створює достатню силу, щоб подолати тяжіння і підняти воду вгору, він також не дозволить воді падати назад у колбу.
Ще існують версії з магнітами, як от ця пара похилих поверхонь.
Кулька притягувалась магнітом і повинна була рухатися вгору, тоді впасти вниз через отвір, та повторити цикл.
Цей задум зазнає невдачі, тому що як і у випадку колби з самонаповненням, магніт просто утримуватиме кульку на вершині.
Навіть якби він тим чи іншим способом продовжував би рухатися, магнітна взаємодія зменшуватиметься з часом, і з рештою це перестане працювати.
Кожен із цих пристроїв, щоби не зупинитися, мусив би створити надлишкову енергію, щоб проштовхнути систему через її мертву точку, а це порушувало б перший закон термодинаміки.
Існують і такі, що, на перший погляд, працюють, але в дійсності вони незмінно, так чи інакше отримують енергію від зовнішнього джерела.
Навіть якби інженери спромоглися створити машину, яка не порушувала б перший закон термодинаміки, вона все одно не працювала б в реальному світі через другий закон термодинаміки.
Він говорить нам, що енергія прагне розсіятись через процеси на кшталт тертя.
Будь-яка реально існуюча машина матиме рухомі частини, або взаємодіяти з молекулами повітря чи рідини, що створюватиме через тертя невелику кількість теплоти, навіть у вакуумі.
Ця теплота і є втратою енергії.
І цей процес продовжуватиметься, зменшуючи величину енергії, доступної для руху самої системи, допоки машина неминуче не зупиниться.
Досі ці два закони термодинаміки заганяли у глухий кут кожну ідею вічного двигуна, та мрію про неперевершену ефективність з виробництва енергії за її допомогою.
Проте важко з упевненістю говорити, що ми ніколи не винайдемо вічного двигуна, оскільки є ще так багато всього, чого ми не знаємо про наш всесвіт.
Можливо ми ще знайдемо нові екзотичні форми матерії, що змусять нас переглянути закони термодинаміки.
Або, можливо, існує вічний рух на крихітних квантових масштабах.
З упевненістю можемо сказати, що ми ніколи не припинимо пошуків.
Тож єдина річ, яка має всі ознаки вічного руху — це наш пошук.