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

Por que as máquinas de movimento perpétuo nunca funcionam? - Netta Schramm

Tradutor: Leonardo Silva Revisor: Custodio Marcelino

Por volta de 1159 d.C.,

Around 1159 A.D.,

um matemático chamado "Bhaskara, o Sábio"

a mathematician called Bhaskara the Learned

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

desenhou uma roda que continha reservatórios curvos de mercúrio.

He reasoned that as the wheels spun,

Ele imaginou que, com o movimento da roda,

o mercúrio chegaria ao fundo de cada reservatório,

the mercury would flow to the bottom of each reservoir,

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

deixando um dos lados da roda para sempre mais pesado que o outro.

Essa diferença faria a roda continuar rodando eternamente.

The imbalance would keep the wheel turning forever.

Bhaskara's drawing was one of the earliest designs

O desenho de Bhaskara foi um dos primeiros

for a perpetual motion machine,

a mostrar uma máquina de movimento perpétuo,

que poderia trabalhar infinitamente, sem a ajuda de fontes externas de energia.

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

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

Imagine um moinho que produzisse o vento de que precisa para continuar girando,

ou uma lâmpada cujo brilho gerasse sua própria eletricidade.

Or a lightbulb whose glow provided its own electricity.

Esses dispositivos foram objeto da imaginação de muitos inventores,

These devices have captured many inventors' imaginations

porque poderiam transformar nossa relação com a energia.

because they could transform our relationship with energy.

For example, if you could build a perpetual motion machine

Por exemplo, se pudéssemos criar uma máquina de movimento perpétuo

that included humans as part of its perfectly efficient system,

que incluísse os humanos como parte de seu sistema perfeitamente eficiente,

it could sustain life indefinitely.

ela poderia manter a vida indefinidamente.

Só tem um problema: essas máquinas não funcionam.

There's just one problem.

They don't work.

As máquinas de movimento perpétuo já imaginadas

Ideas for perpetual motion machines

all violate one or more fundamental laws of thermodynamics,

violam uma ou mais leis fundamentais da termodinâmica,

que é um ramo da física que explica a relação

the branch of physics that describes the relationship

between different forms of energy.

entre as diferentes formas de energia.

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

A primeira lei da termodinâmica diz

que a energia não pode ser criada nem destruída.

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

Não é possível obter mais energia do que a que é aplicada.

That rules out a useful perpetual motion machine right away

Isso exclui de cara a possibilidade de uma máquina de movimento perpétuo

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

porque uma máquina só pode produzir

a mesma quantidade de energia que consumiu.

Não haveria sobras de energia

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

para abastecer um carro ou carregar um celular.

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

Mas e se só quiséssemos criar uma máquina que se mantivesse em movimento?

Inventors have proposed plenty of ideas.

Inventores tiveram diversas ideias.

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

Diversas delas são variações da roda com mercúrio, de Bhaskara,

with rolling balls or weights on swinging arms.

com bolas que giram ou pesos em hastes que balançam.

None of them work.

Nenhuma delas funciona.

As partes móveis que deixam um dos lados da roda mais pesados

The moving parts that make one side of the wheel heavier

também mudam seu centro de massa para baixo, abaixo do eixo.

also shift its center of mass downward below the axle.

Com um centro de massa baixo,

With a low center of mass,

the wheel just swings back and forth like a pendulum,

a roda simplesmente balança pra lá e pra cá, como um pêndulo,

até parar.

then stops.

Que tal uma abordagem diferente?

What about a different approach?

No século 17,

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

Robert Boyle teve a ideia de um vaso de água que jamais se esvazia.

for a self-watering pot.

He theorized that capillary action,

Sua teoria era de que a capilaridade,

the attraction between liquids and surfaces

a atração entre líquidos e superfícies que bombeia a água por tubos finos,

that pulls water through thin tubes,

might keep the water cycling around the bowl.

pode manter a água circulando, saindo e entrando novamente no vaso.

But if the capillary action is strong enough to overcome gravity

Como a capilaridade é forte o bastante para superar a gravidade

e fazer com que a água suba,

and draw the water up,

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

também a impediria de cair novamente no vaso.

Há também versões com ímãs, como este jogo de rampas.

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

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

A bola seria puxada para cima pelo ímã que está no topo,

cairia pelo buraco, e o ciclo se repetiria.

fall back down through the hole,

and repeat the cycle.

Isso não funciona porque, como no caso do vaso,

This one fails because like the self-watering pot,

the magnet would simply hold the ball at the top.

o ímã simplesmente prenderia a bola no topo.

Mesmo que ela de fato se mantivesse em movimento,

Even if it somehow did keep moving,

the magnet's strength would degrade over time

a força do ímã se enfraqueceria com o tempo

e, por fim, pararia de funcionar.

and eventually stop working.

For each of these machines to keep moving,

Para que essas invenções se mantivessem em movimento,

they'd have to create some extra energy

teriam de criar energia extra

to nudge the system past its stopping point,

para conseguir driblar o ponto de parada do sistema,

quebrando a primeira lei da termodinâmica.

breaking the first law of thermodynamics.

There are ones that seem to keep going,

Algumas parecem manter o movimento,

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

mas, na verdade, estão drenando energia de alguma fonte externa.

from some external source.

Mesmo se engenheiros pudessem, de alguma forma, criar uma máquina

Even if engineers could somehow design a machine

that didn't violate the first law of thermodynamics,

que não violasse a primeira lei da termodinâmica,

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

ainda assim não funcionaria no mundo real por causa da segunda lei.

The second law of thermodynamics

A segunda lei da termodinâmica

afirma que a energia tende a se espalhar por meio de processos como o da fricção.

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

Any real machine would have moving parts

Toda máquina de verdade teria partes móveis,

or interactions with air or liquid molecules

interações com o ar ou moléculas líquidas,

that would generate tiny amounts of friction and heat,

o que geraria pequenas quantidades de fricção e calor,

inclusive no vácuo.

even in a vacuum.

That heat is energy escaping,

Esse calor é energia escapando, e continuaria a escapar,

and it would keep leeching out,

reducing the energy available to move the system itself

reduzindo a energia disponível para mover a própria máquina,

until the machine inevitably stopped.

até que ela inevitavelmente pararia de funcionar.

Até hoje, essas duas leis da termodinâmica

So far, these two laws of thermodynamics

have stymied every idea for perpetual motion

descartaram todas as ideias de movimento perpétuo,

bem como o sonho de geração de energia totalmente eficiente que elas trazem.

and the dreams of perfectly efficient energy generation they imply.

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

Mesmo assim, não podemos dizer

que jamais descobriremos uma máquina de movimento perpétuo,

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

porque ainda há muita coisa que desconhecemos sobre o universo.

Perhaps we'll find new exotic forms of matter

Talvez descubramos novas e exóticas formas de matéria

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

que nos forçarão a reformularmos as leis da termodinâmica.

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

Talvez haja movimento perpétuo em minúscula escala quântica.

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

O que podemos com certeza dizer é que jamais desistiremos de procurar.

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

No momento, a única coisa realmente perpétua é nossa busca.