永久機関の永遠の問い

永久機関は何世紀にもわたって科学者やエンジニアを悩ませてきました。それでも、エネルギーを無駄にすることなく常に機能するデバイスを作成するというアイデアは非常に魅力的です。それを作成することは可能ですか、と科学者は言います。

永久機関とは何ですか？

PerpetuummobileまたはPerpetuumMobileは架空のデバイスです。エネルギー資源を使わずに無期限に動作する機械を作ることは理論的には可能であると考える人もいます。同時に、科学者たちは徐々にこのアイデアに幻滅し、そのようなデバイスを作成する試みは無意味であるため、放棄する方がよいと認識しました。永久機関を作成することの不可能性は、熱力学の第一法則として仮定されています。しかし、永久機関のアイデアは依然として非常に興味深いものです。

理想的な永久機関は、Big Freeze（Big Freeze）が終了するまで機能するはずです。この理論の支持者は、時間の終わりまで、宇宙は非常に滑らかな加速で拡大すると信じています。このプロセスはグレートフリーズと呼ばれ、完了するとすべてが終了します。これがいつ発生するかは正確にはわかりませんが、見積もりはあります。 100兆年。したがって、永久機関は、実際の永久機関と見なされるために、少なくとも同じくらい機能する必要があります。

永久機関とは何ですか？

Perpetuum Mobileは、第1種と第2種のエンジンに分けられます。第1種のエンジンは、燃料がなくても、一般にエネルギーコストがなくても機能する可能性があります。これは、たとえば、メカニズムの部品が互いに擦れ合うときに発生します。第2の種類のエンジンは、より冷たい周囲の物体から熱を抽出し、このエネルギーを作業に使用する可能性があります。

永久機関の設計に取り組んでいると主張するインターネット上の多くのプロジェクトがあります。ただし、これらのプロジェクトを注意深く研究すると、それらはすべて永久機関のアイデアからはほど遠いことが明らかになります。しかし、誰かがそのようなデバイスを作ることができれば、その結果は圧倒的なものになります。私たちは永遠のエネルギー源、つまり自由エネルギーを受け取ると信じられています。

残念ながら、私たちの宇宙の物理学の基本法則によれば、永久機関の作成は不可能です。

永久機関を作ることができないのはなぜですか？

特に科学に関しては、「決して言わない」と言う人はおそらく多いでしょう。ある程度、これは真実です。しかし、永久機関を作ることが可能であることが判明した場合、これは私たちが知っている物理学を覆すでしょう。私たちがすべてが間違っていたそして、私たちの以前の観察のどれも意味がありません。

熱力学の最初の法則は、エネルギー保存の法則です。この法則によれば、エネルギーは生成も破壊もできません。エネルギーはある形式から別の形式に変化するだけです。メカニズムを一定の動きに保つために、加えられたエネルギーは損失なしにこのメカニズムに留まらなければなりません。これが、永久機関の作成が不可能な理由です。

第1種の永久機関を構築するには、いくつかの条件を満たす必要があります。

機械には「摩擦」部品があってはなりません。可動部品が他の部品に接触してはいけません。そうしないと、それらの間に摩擦が発生します。この摩擦により、最終的には機械のエネルギーが失われます。部品が接触すると熱が発生し、この熱が機械で失われるエネルギーになります。次に、摩擦が発生しないように、デバイスの表面を滑らかにする必要があると言います。しかし、完全に滑らかなオブジェクトがないため、これは不可能です。
機械は、空気なしで真空中で動作する必要があります。これは最初の条件から来ています。機械をどこでも操作すると、可動部品と空気の間の摩擦によりエネルギーが失われます。空気摩擦によるエネルギーの損失は非常に小さいですが、これは永久機関にとって深刻な問題です。エネルギー損失が最小限でさえある場合、たとえ非常に長い時間がかかったとしても、機械は失速し始め、最終的にはこれらの損失のために完全に停止します。
機械は音を出してはいけません。音もエネルギーの一形態であり、機械が音を出すと、それもエネルギーを失っていることを意味します。

周囲の物体の熱を利用する第2の種類のエンジンは、エネルギー保存の法則と矛盾しません。ただし、これらの狡猾な構造は、熱力学の第二法則に対して無力です。閉鎖系では、冷たい物体から熱い物体への自発的な熱伝達は不可能です。これには仲介者が必要です。そして、仲介者が機能するためには、外部ソースからのエネルギーが必要です。さらに、自然界には真に可逆的なものはありません

しかし、最も重要なことは、永久機関の作成は無意味かもしれません。そのような装置が作られれば、私たちは自由なエネルギー源を手に入れることができると人々は期待しています。しかし、それはそうですか？実際、私たちはこのエンジンに送るのとまったく同じ量のエネルギーを受け取ります。結局のところ、まだ反駁されていない物理法則によれば、エネルギーは何もないところから作り出すことはできず、変換することしかできないことを覚えています。したがって、永久機関は役に立たない装置であることがわかります。