Why don't perpetual motion machines ever work? - Netta Schramm

Tłumaczenie: Agnieszka Cabanes Korekta: Ola Królikowska

Around 1159 A.D.,

Około 1159 roku

a mathematician called Bhaskara the Learned

matematyk Bhaskara Uczony

sketched a design for a wheel containing curved reservoirs of mercury.

zaprojektował koło zawierające wygięte pojemniki z rtęcią.

He reasoned that as the wheels spun,

Zakładał, że przy obrocie koła

the mercury would flow to the bottom of each reservoir,

rtęć będzie przelewać się na dno każdego zbiornika,

leaving one side of the wheel perpetually heavier than the other.

sprawiając, że po jednej stronie koło zawsze będzie cięższe.

The imbalance would keep the wheel turning forever.

Brak równowagi miał utrzymywać je w ciągłym ruchu.

Bhaskara's drawing was one of the earliest designs

Szkic Bhaskary był jednym z najstarszych projektów

for a perpetual motion machine,

perpetuum mobile,

a device that can do work indefinitely without any external energy source.

urządzenia wiecznie poruszającego się bez pobierania energii z zewnątrz.

Imagine a windmill that produced the breeze it needed to keep rotating.

Wyobraźcie sobie wiatrak napędzany wytwarzanym przez siebie podmuchem wiatru.

Or a lightbulb whose glow provided its own electricity.

Albo żarówkę, której światło generuje własny prąd.

These devices have captured many inventors' imaginations

Urządzenia te pobudzają wyobraźnię wielu wynalazców,

because they could transform our relationship with energy.

ponieważ mogą zmienić nasz stosunek do energii.

For example, if you could build a perpetual motion machine

Gdyby zbudować perpetuum mobile,

that included humans as part of its perfectly efficient system,

którego idealnie wydajny system składałby się częściowo z ludzi,

it could sustain life indefinitely.

mogłoby ono podtrzymywać życie w nieskończoność.

There's just one problem.

Jest tylko jeden problem.

They don't work.

Urządzenia te nie działają.

Ideas for perpetual motion machines

Wszystkie pomysły na perpetuum mobile

all violate one or more fundamental laws of thermodynamics,

są sprzeczne z zasadami termodynamiki,

the branch of physics that describes the relationship

dziedziny fizyki opisującej związek

between different forms of energy.

między różnymi rodzajami energii.

The first law of thermodynamics says that energy can't be created or destroyed.

Pierwsza zasada termodynamiki mówi, że energia nie tworzy się i nie znika.

You can't get out more energy than you put in.

Nie można otrzymać więcej energii, niż się dostarczyło.

That rules out a useful perpetual motion machine right away

To wyklucza stworzenie perpetuum mobile,

because a machine could only ever produce as much energy as it consumed.

ponieważ maszyna może wyprodukować tylko tyle energii, ile jej zużywa.

There wouldn't be any left over to power a car or charge a phone.

Nie zostałoby nic do napędu samochodu czy doładowania telefonu.

But what if you just wanted the machine to keep itself moving?

A gdyby stworzyć maszynę wiecznie napędzającą tylko samą siebie?

Inventors have proposed plenty of ideas.

Wynalazcy przedstawili wiele pomysłów.

Several of these have been variations on Bhaskara's over-balanced wheel

Kilka z nich było wariantami koła Bhaskary

with rolling balls or weights on swinging arms.

z toczącymi się kulkami czy ciężarkami wiszącymi na ruchomych ramionach.

None of them work.

Żaden z nich nie działał.

The moving parts that make one side of the wheel heavier

Ruchome części obciążające jedną część koła

also shift its center of mass downward below the axle.

przenoszą środek ciężkości w dół poniżej osi obrotu.

With a low center of mass,

Przy takim jego umiejscowieniu

the wheel just swings back and forth like a pendulum,

koło tylko huśta się jak wahadło raz w jedną, raz w drugą stronę,

then stops.

by w końcu się zatrzymać.

What about a different approach?

Co z innymi pomysłami?

In the 17th century, Robert Boyle came up with an idea

W XVII wieku Robert Boyle

wymyślił samonapełniający się zbiornik.

for a self-watering pot.

He theorized that capillary action,

Rozumował, że zjawiska kapilarne

the attraction between liquids and surfaces

wynikające z przyciągania między cieczą a powierzchnią,

that pulls water through thin tubes,

które przepycha wodę przez cienkie rurki,

might keep the water cycling around the bowl.

powinny pozwolić wodzie krążyć w zbiorniku w nieskończoność.

But if the capillary action is strong enough to overcome gravity

Ale jeśli zjawiska kapilarne mogą pokonać siłę grawitacji

and draw the water up,

i podciągnąć słup wody,

it would also prevent it from falling back into the bowl.

to również zapobiegają jej ponownemu opadnięciu.

Then there are versions with magnets, like this set of ramps.

Istnieją też wersje z magnesami, jak ten zestaw ramp.

The ball is supposed to be pulled upwards by the magnet at the top,

Zadaniem magnesu na górze jest przyciągnięcie metalowej kulki,

fall back down through the hole,

która następnie ma wpaść do otworu

and repeat the cycle.

i powtórzyć cały cykl.

This one fails because like the self-watering pot,

To nie działa, gdyż podobnie jak w przypadku zbiornika z wodą,

the magnet would simply hold the ball at the top.

magnes zatrzymuje kulkę na górze.

Even if it somehow did keep moving,

Nawet jeśli kulka by spadła,

the magnet's strength would degrade over time

siła magnesu z czasem zaczęłaby słabnąć,

and eventually stop working.

a w końcu przestałaby działać.

For each of these machines to keep moving,

Aby móc poruszać się w nieskończoność,

they'd have to create some extra energy

maszyny musiałyby wytwarzać dodatkową energię,

to nudge the system past its stopping point,

która zapobiegłaby zatrzymaniu się systemu.

breaking the first law of thermodynamics.

To niezgodne z pierwszą zasadą termodynamiki.

There are ones that seem to keep going,

Niektóre urządzenia wydają się poruszać w nieskończoność,

but in reality, they invariably turn out to be drawing energy

ale w rzeczywistości pobierają energię

from some external source.

z zewnętrznego źródła.

Even if engineers could somehow design a machine

Nawet gdyby udało się zaprojektować maszynę

that didn't violate the first law of thermodynamics,

zgodną z pierwszą zasadą termodynamiki,

it still wouldn't work in the real world because of the second law.

urządzenie i tak nie zadziałałoby z powodu drugiej zasady.

The second law of thermodynamics

Druga zasada termodynamiki mówi,

tells us that energy tends to spread out through processes like friction.

że energia rozchodzi się w takich procesach jak tarcie.

Any real machine would have moving parts

Każde takie urządzenie składa się z ruchomych części

or interactions with air or liquid molecules

albo wchodzi w interakcję z cząstkami powietrza lub cieczy,

that would generate tiny amounts of friction and heat,

co generuje niewielkie tarcie i ciepło,

even in a vacuum.

nawet w próżni.

That heat is energy escaping,

Ciepło to uciekająca energia,

and it would keep leeching out,

więc będzie jej coraz mniej

reducing the energy available to move the system itself

do napędzania maszyny,

until the machine inevitably stopped.

która w końcu musi się zatrzymać.

So far, these two laws of thermodynamics

Obecnie dwie zasady termodynamiki

have stymied every idea for perpetual motion

nie pozwalają stworzyć perpetuum mobile

and the dreams of perfectly efficient energy generation they imply.

i zrealizować marzeń o wygenerowaniu idealnie wydajnej energii.

Yet it's hard to conclusively say we'll never discover a perpetual motion machine

Nie można jednak wykluczyć, że nigdy ono nie powstanie,

because there's still so much we don't understand about the universe.

bo wszechświat wciąż kryje wiele zagadek.

Perhaps we'll find new exotic forms of matter

Być może odkryjemy nowe formy materii

that'll force us to revisit the laws of thermodynamics.

i będziemy musieli określić zasady termodynamiki na nowo.

Or maybe there's perpetual motion on tiny quantum scales.

Być może wieczny ruch istnieje w mikroskali na poziomie kwantów.

What we can be reasonably sure about is that we'll never stop looking.

Możemy być tylko pewni, że nigdy nie przestaniemy go szukać.

For now, the one thing that seems truly perpetual is our search.

Jak dotąd naprawdę wieczne są jedynie nasze poszukiwania.