Mouvement perpétuel

La représentation par Norman Rockwell d'un dispositif `` à effet de levier de masse '' pour leScience populairequestion en mouvement perpétuel
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Exemples aléatoires
Ô vous, chercheurs du mouvement perpétuel, combien de vaines chimères avez-vous poursuivies? Allez prendre votre place avec les alchimistes.
- Léonard de Vinci, 1494

À mouvement perpétuel ou sur-unité appareil est un appareil qui, sauf panne mécanique, est capable de fonctionner pendant une période arbitrairement longue sans intervention extérieure ni apport d'énergie. Un tel appareil n'a jamais été construit car le concept viole la lois de la thermodynamique . Essentiellement, même dans une machine `` idéale '' avec une efficacité de 100%, il est seulement possible d'obtenir suffisamment de puissance pour alimenter la machine elle-même et Pas plus . Une forme avancée d'une machine à mouvement perpétuel est un appareil avec une énergie de sortie Suite que l'entrée, connue sous le nom de pompe à électrons. Cependant, dans le monde réel, il y aura toujours une certaine inefficacité à gérer, comme le frottement et la charge de la machine elle-même, ce qui signifie qu'il est impossible d'obtenir même une efficacité de 100%.


Dans l'imagination de certains pseudoscientists et les fraudes flagrantes, cependant, de tels problèmes n'existent pas. Les machines à mouvement perpétuel ont été breveté par le US Patent Office, au grand amusement (ou à la colère) de physiciens .

Les machines à mouvement perpétuel peuvent se diviser en deux catégories - premier ordre et deuxième ordre:

  • Premier ordre les machines violent le Première loi de la thermodynamique , ils génèrent plus d'énergie utile qu'on ne leur en met (leur efficacité est supérieure à 100%).
  • Deuxième ordre les machines violent le Deuxième loi de la thermodynamique , ils atteignent le seuil de rentabilité de leur efficacité d'entrée / sortie d'énergie (leur efficacité est égale à 100%).

Techniquement, la première loi de la thermodynamique permet des machines à mouvement perpétuel du second ordre, à savoir le cas où le réservoir froid du Cycle de Carnot est à zéro absolu. Le zéro absolu, cependant, est pratiquement - à toutes fins utiles - une température inaccessible, car l'atteindre serait en violation des deuxième et troisième lois de la thermodynamique.

Contenu

Comment repérer une fraude à mouvement perpétuel

En bref, le moyen de détecter si une machine à mouvement perpétuel est fausse et ne sera pas à la hauteur de son affirmation est simple:il est étiqueté comme une machine à mouvement perpétuel. Toute réclamation de mouvement perpétuel est frauduleuse à première vue en raison de la physique de base. Au mieux, c'est quelqu'un qui ne voit qu'une illusion parce qu'il ne l'a pas testée correctement, ou au pire, il est actif tromperie et inciter les gens à croire que la machine fonctionne d'une manière ou d'une autre, parfois pour vends le .


Malgré cela, de nombreux inventeurs tentent de rationaliser leur invention en mouvement perpétuel avec pour ça explications. Par exemple, Joe Newman affirme que sa machine énergétique consomme en fait les composants de ses moteurs par conversion directe matière-énergie. Une option populaire pour l'extrême aimant moteurs alimentés trouvés sur est qu'ils prennent en quelque sorte leur énergie en dépolarisant l'aimant. Bien sûr, de telles sources d'énergie ne seraient pas perpétuelles de toute façon, et il y a aussi la question de savoir si elles pourraient faire un travail intéressant. Il est donc nécessaire d'insister pour voir les spécifications et la conception réelles de l'appareil en question. Il y a de fortes chances que si l'inventeur refuse de partager, l'idée est fausse et peut être une mise en œuvre complète.



Gardez à l'esprit qu'avec un appareil correctement équilibré, il est possible de simuler un mouvement perpétuel aussi longtemps que nécessaire pour que le public reste concentré. Bien sûr, de tels appareils sont toujours des con jobs, car ils ne sont évidemment pas des appareils perpétuels en interne, juste très, très économes en carburant, et probablement pas capables de tout ce travail réel.


Cycles énergétiques

Il devrait être immédiatement évident pourquoi le mouvement perpétuel ne fonctionne pas.

Les lois de la conservation de l'énergie disent essentiellement que toute énergie que vous obtenez d'un système est limitée par la quantité d'énergie que vous y mettez. En cas de brûlure combustibles fossiles , l'énergie était injectée dans les carburants (un mélange d'hydrocarbures) par la lumière du soleil, qui était convertie via photosynthèse . Tout ce que nous faisons lorsque nous brûlons des carburants est de prendre ce produit qui a de l'énergie et de le libérer, par réaction avec oxygène . De même, avec les piles à hydrogène, nous divisons l'eau (en utilisant l'électricité qui elle-même doit venir de quelque part) pour former de l'oxygène et hydrogène , puis en la faisant réagir pour récupérer l'énergie électrique à un autre moment. L'énergie entrant et sortant du système s'équilibre à tout moment. L'énergie solaire, utilisée pour convertir l'eau et le dioxyde de carbone dans un combustible fossile est égal à ce que nous tirons de leur combustion complète en eau et en dioxyde de carbone. L'énergie d'une réaction de pile à hydrogène est la même que l'énergie mise dans la réaction d'électrolyse pour diviser la molécule d'eau en premier lieu. Mouvement perpétuel et la plupart des autres formes de énergie gratuite théorie , insistez sur le fait que cette étape «d'énergie dans» n'a pas besoin de se produire ou que l'entrée et la sortie n'ont pas besoin de s'équilibrer. Plus de partisans sur la balle qui comprennent la conservation de l'énergie peuvent tenter de la remplacer par une forme de magie, soit la dépolarisation magnétique, le travail gravitationnel, tout simplement agité à la main comme `` inexpliqué '' ou quelque chose de beaucoup plus exotique impliquant nanotechnologie ou énergie du point zéro .

Parce que l'énergie entrant et sortant d'un système s'équilibre, une machine à mouvement perpétuel est possible en théorie ou en tant que expérience de pensée . C'est à condition quetoutde l'énergie qu'il produit va à nouveau alimenter la machine. Là où le problème survient, c'est en essayant de faire travailler la machine. L'extraction de cette énergie ralentit la machine, réduit la production d'énergie, etc. jusqu'à ce qu'elle s'arrête complètement. C'est pourquoi il doit être alimenté par quelque chose sous forme de carburant, qu'il s'agisse d'hydrocarbures imbrûlés, d'hydrogène et d'oxygène ou énergie nucléaire ou même lumière . Même la fontaine de Heron finira par s'épuiser lorsque le niveau de l'eau se stabilise à un équilibre au point le plus bas, et elle doit être «rechargée» en soulevant physiquement l'eau à un niveau supérieur. Cela donne à l'eau l'énergie potentielle (l'énergie gagnée en travaillant contre la gravité ) pour bouger à nouveau - la nature «perpétuelle» de la fontaine de Heron n'est qu'une illusion à court terme. Mais rappelez-vous que le mouvement perpétuel est enthéorieseulement, dans la pratique, il y a toujours des inefficacités et de l'énergie va toujours être perdue de la machine, soit par friction, soit même par résistance à l'air. Cela prend constamment de l'énergie hors du système, ce qui le rend impossible.


Exemples physiques

Les conceptions de prétendues machines à mouvement perpétuel qui peuvent réellement être construites (par opposition à celles qui ne fonctionnent que sur papier) ont tendance à tomber dans l'une des deux catégories.

Les machines «au-dessus de l'unité» ont une source d'énergie claire et non dissimulée, mais on prétend que leur production dépasse leur entrée. Pour de nombreux appareils, cela peut s'avérer faux très facilement, mais des appareils très efficaces ou avec une illusion de mouvement très convaincante, des mesures très sensibles et observatrices peuvent être nécessaires. Cependant, si la sortie dépasse véritablement l'entrée, la question se pose de savoir pourquoi leur sortie ne peut pas être réinjectée, éliminant ainsi entièrement le besoin d'une source d'énergie extérieure. Parfois, cependant, les affirmations de «surunité» sont simplement basées sur une science manifestement défectueuse, comme affirmer qu'une machine qui a une entrée de 5 ampères et une sortie de 10 ampères est «au-dessus de l'unité».

Le second type, les machines à énergie ambiante, produit en fait de l'énergie en permanence, mais il le fait en puisant dans des sources d'énergie ambiante: par exemple, une horloge peut faire fonctionner les fluctuations quotidiennes de la pression atmosphérique. Certaines conceptions de mouvement perpétuel qui apparaissent sur les goûts de PESWiki prétendent souvent être de ce type, où elles prétendent `` dépolariser '' un champ magnétique pour tirer leur énergie sans violation de la conservation de l'énergie, mais en réalité ce n'est pas le cas. Une prétendue machine à mouvement perpétuel pourrait avoir une prétendue conception, mais avoir une source d'énergie cachée non divulguée, ou du moins pas explicitement indiquée, dans ces plans. Celles-ci entrent dans une catégorie dite «frauduleuse».

Qu'en est-il des orbites planétaires?

Les partisans du mouvement perpétuel sont rapides à répondre avec le fait que la Terre tourne autour du soleil et tourne apparemment pour toujours. Cependant, la Terre semble en orbite pour toujours parce que l'espace est presque sans friction et qu'il n'y a pas de contre-élan qui les empêche de tourner. Si une planète de taille équivalente s'écrasait à une vitesse identique, elle s'arrêterait ou changerait de cap en fonction de l'angle de collision. Si vous mettez un générateur sur un planète , il commencerait à ralentir, bien que de manière négligeable. Les machines Momentum dans l'espace peuvent fonctionner, mais ne peuvent pas être exploitées pour produire de l'énergie. À proprement parler, les orbites planétaires ne sont pas un mouvement perpétuel. Comme les planètes (et leurs Star ) tournent autour de leur centre de gravité commun, ils émettent des ondes gravitationnelles. Ces ondes gravitationnelles drainent le système orbital d'énergie afin que la planète se rapproche de plus en plus de son étoile. En d'autres termes, les planètes fais ralentir.


Maintenant, cette désintégration orbitale due à l'émission d'ondes gravitationnelles est ridiculement petite, elle n'a donc été mesurée que pour des systèmes extrêmes comme le binaire. étoiles à neutrons ou trous noirs (qui sont lourds et peuvent orbiter les uns les autres en quelques minutes, secondes ou juste une fraction de seconde). Notre planète Terre est également sujette à l'émission d'ondes gravitationnelles, mais la désintégration orbitale est si petite qu'elle n'affectera pas en pratique la Terre dans le Soleil la vie de; au lieu que la Terre s'enroule et soit dévorée par notre Soleil, ce sera plutôt notre Soleil (se transformant en une géante rouge) qui s'étend au-delà de l'orbite actuelle de la Terre et la dévore ainsi.

Propulseurs sans réaction

Une caractéristique hautement souhaitable d'un propulseur destiné à être utilisé dans un engin spatial est qu'il n'utilise aucune masse de réaction. Plusieurs idées ont été proposées, bien que peu - voire aucune - fonctionnent réellement dans la pratique. Dans de nombreux cas, ces appareils consomment de l'énergie, mais comme les machines à mouvement perpétuel violent la conservation de l'élan et peuvent créer l'illusion de fonctionner même lorsqu'ils ne le font pas.

Un propulseur d'oscillation se compose d'un entraînement qui tente de créer un mouvement en faisant glisser un Masse à des vitesses différentes. Si vous pouvez imaginer une masse lentement tirée vers l'arrière puis tirée vers l'avant à grande vitesse, alors l'élan qui en découlerait serait transféré à l'entraînement lui-même et le mouvement serait créé. Cependant, c'est une violation flagrante de la conservation de l'élan et de l'énergie; la force nécessaire pour tirer ce poids vers l'arrière est égale à ce qui sera produit vers l'avant, et les deux s'annuleront. En outre, la force pour pousser la masse dans une direction aura une force égale et opposée sur l'appareil essayant de la pousser. Comme de nombreux moteurs à mouvement perpétuel, cet entraînement particulier peut créer l'illusion du mouvement en exploitant les coefficients de frottement. La force du lent retrait du poids est proportionnellement plus faible (mais sur une période de temps plus longue) et n'est pas assez grande pour surmonter le frottement. La force du mouvement plus rapide qui avanceestassez fort pour surmonter le frottement et un mouvement net se produit. Il s'agit en fait d'une méthode triviale (et quelque peu inefficace) de création de mouvement net et est connue et exploitée pour certaines tâches, mais ne s'appliquerait pas dans l'environnement sans friction où de tels dispositifs sont censés fonctionner.

Exemples classiques

Bien que le raccordement d'un générateur à son propre moteur soit une variante moderne populaire en mouvement perpétuel (qui ne fonctionne certainement pas en raison des terribles inefficacités de la production d'électricité), il existe plusieurs exemples classiques créés au fil du temps. Même aujourd'hui, les gens ne sortent que des variantes mineures de ces modèles longtemps réfutés.

Bol capillaire (fluide auto-écoulement de Boyle)

Boyle

Le bol capillaire, ou Flacon de Boyle (d'après Robert Boyle) utilise quelques ' paradoxes 'd'hydrostatique. En particulier, il est lié aux vases de Pascal, où l'eau reste au même niveau quelle que soit la forme du ballon, de sorte qu'un volume d'eau apparemment petit peut résister à un grand volume d'eau - démontrant que le niveau d'un fluide dépend de la profondeur et n'agit pas comme un ensemble de balances. La théorie derrière le ballon est que l'action capillaire, qui est responsable de la création d'un ménisque et aspire l'eau à travers un tube suffisamment petit, maintiendrait l'eau en circulation. Il n'est pas alimenté par la gravité, comme pourrait le suggérer un rapide coup d'œil sur l'appareil hypothétique. Cependant, le ballon échouerait à se remplir indépendamment du fait que la tension de l'eau (liée à la même force qui provoque l'action capillaire) empêcherait l'écoulement sortant du capillaire à l'extrémité. Une gouttelette peut se former à l'extrémité du capillaire, mais serait maintenue en place par la tension superficielle du fluide; vous pourriez secouer l'appareil, le forcer à tomber et encourager le flux à démarrer, mais cela ajouterait de l'énergie au système et défierait le point de mouvement perpétuel.

En principe, Boyle's Flask fonctionnera en permanence en utilisant un superfluide car ceux-ci ont une viscosité nulle et éliminent ainsi la principale barrière qui empêche l'action capillaire de circuler en continu dans cette configuration. Des démonstrations de mouvement quasi perpétuel ont été réalisées en utilisant des superfluides parce qu'ils sont sans friction (le frottement étant le principal obstacle à la production d'un mouvement perpétuel dans le monde réel), bien que les conditions requises pour maintenir quelque chose dans un état superfluidique soient très difficiles à maintenir. Les fontaines superfluidiques démontrent assez facilement ce principe, s'écoulant tant que la chambre est à la bonne température et à la bonne pression pour que l'effet fonctionne. Le mouvement perpétuel existe également déjà dans les aimants supraconducteurs, où les électrons ne subissent aucune résistance électrique, analogue à un environnement sans frottement, mais encore une fois, ceux-ci doivent être maintenus très froids pour que les conditions soient maintenues. Mais ne vous précipitez pas tous pour acheter l'offre mondiale de hélium -4 pour l'instant; quelle que soit la nature perpétuelle du mouvement en théorie, il est toujours impossible d'extraire du travail de ces appareilsetfaites-les continuer.

La roue de Bhaskara

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La roue du Bhaskara, également appelée roue surbalancée, se compose d'un pignon et de plusieurs rayons avec des poids aux extrémités. Les charnières permettent aux poids et aux rayons de bouger, modifiant le centre de gravité de l'appareil et le faisant tourner. Cependant, à mesure qu'il tourne, les rayons en haut de la roue basculent vers le bas, ajoutant à l'élan en le maintenant déséquilibré et en faisant tourner la roue indéfiniment. Le dispositif hypothétique ne doit jamais arriver à une position d'équilibre. Cependant, un examen rapide de la conception montre que s'il devrait y avoir un couple dans le sens horaire causé par les rayons allongés, cela est compensé par le fait qu'il y a plus de poids fournissant un couple dans le sens anti-horaire. Les deux forces sont équilibrées à tout moment et la roue tomberait rapidement dans une position d'équilibre. Le principe empêche tout appareil de ce type de fonctionner, qu'il utilise la gravité ou le magnétisme pour `` alimenter '' la roue ou même si les poids mobiles utilisent Mercure ballottement de l'intérieur vers l'extérieur de la roue comme proposé par Bhaskara au 12ème siècle.

Pour vraiment déséquilibrer la roue (de sorte que le couple dans une direction soit plus grand que l'autre) et provoquer un mouvement, le rayon des rayons devrait être modifié tout au long du mouvement de la roue. Cela devrait être fait activement, consommant ainsi de l'énergie dans le processus - et ainsi la machine cesserait d'être un moteur à mouvement perpétuel. Il est également important de considérer la roue lorsqu'elle se déplace, car elle peut être placée dans une position suréquilibrée afin que math fait apparaître qu'il existe un couple global. Il est parfaitement possible pour la roue d'exercer un mouvement si elle est déséquilibrée (un peu de la même manière qu'un pendule se balancera s'il est déplacé hors d'une position parfaitement verticale), mais ce mouvement ne se poursuit pas indéfiniment et sera finalement neutralisé.

La roue suréquilibrée elle-même est un mécanisme longtemps discrédité, mais les leçons qu'elle enseigne sur les forces et le mouvement axial sont largement applicables à d'autres machines à mouvement perpétuel proposées. En particulier, les moteurs magnétiques où les aimants sont placés de manière «sur-équilibrée» présentent le même effet. Les forces nettes dans les deux directions s'équilibrent exactement, envoyant le moteur dans une position d'équilibre. Les moteurs basés sur la force comme celui-ci qui «fonctionnent» sont soit frauduleux, soit illusions.

Ceinture flottante

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La ceinture flottante est également un thème commun en mouvement perpétuel, où la flottabilité est exploitée pour extraire une énergie perpétuelle. Les balles flottent et flottent vers le haut, alimentant la machine. Même en supposant que la vanne puisse être rendue étanche pour empêcher l'eau de fuir du système, cela échouerait car l'eau fournit également une résistance à tout objet essayant de forcer son chemin à l'intérieur - lors de l'insertion d'une bille au fond, l'eau dans la colonne sera déplacée et poussé vers le haut, nécessitant au moins autant d'énergie que peut être acquise par l'eau retombant / la balle flottant vers le haut. Ceci peut être mesuré simplement avec un appareil qui teste la force requise pour pousser ou tirer un objet à travers l'eau - les objets sensibles à l'eau peuvent calculer la tension superficielle, bien que ce ne soit pas la force résistive principale. Si ce n'était pas le cas, les bateaux n'auraient pas besoin de moteurs pour bouger (et ne flotteraient même pas en premier lieu, d'ailleurs). Cette force dépasse de loin la force acquise grâce à la flottabilité.

Parfois, cela est combiné avec un mécanisme pour remplir les récipients qui tombent avec de l'eau pour les faire tomber avec une plus grande force, cependant, le principe reste le même que toute eau qui descend doit être poussée vers le hautcontrela gravité en premier lieu. L'appareil ne peut pas générer l'énergie nécessaire pour le faire fonctionner, et encore moins produire un excès d'énergie utilisable à extraire.