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

Porque é que as máquinas de movimento perpétuo não funcionam? — Netta Schramm

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Isabel Vaz Belchior

Around 1159 A.D.,

Por volta do ano de 1159 d.C.,

a mathematician called Bhaskara the Learned

um matemático chamado Bhaskara, o Erudito,

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

esboçou um plano para uma roda

que continha reservatórios curvos de mercúrio.

He reasoned that as the wheels spun,

Pensava que, quando a roda girasse,

the mercury would flow to the bottom of each reservoir,

o mercúrio juntar-se-ia no fundo de cada reservatório,

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

e um dos lados da roda ficaria sempre mais pesado do que o outro.

The imbalance would keep the wheel turning forever.

Esse desequilíbrio manteria a roda a girar eternamente.

Bhaskara's drawing was one of the earliest designs

O desenho de Bhaskara foi um dos primeiros modelos

for a perpetual motion machine,

para uma máquina de movimento perpétuo.

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

um aparelho que pode funcionar indefinidamente

sem qualquer fonte de energia exterior.

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

Imaginem um moinho que produz a brisa de que necessita para continuar a girar.

Or a lightbulb whose glow provided its own electricity.

Ou uma lâmpada elétrica cujo brilho fornece a sua própria eletricidade.

These devices have captured many inventors' imaginations

Estes aparelhos captaram a imaginação de muitos inventores,

porque podiam transformar a 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 construir uma máquina de movimento contínuo,

that included humans as part of its perfectly efficient system,

que incluísse os seres humanos no seu sistema perfeitamente eficaz,

it could sustain life indefinitely.

podia manter a vida indefinidamente.

There's just one problem.

Só que há um problema.

They don't work.

Não funcionam.

Ideas for perpetual motion machines

As ideias para as máquinas de movimento perpétuo

all violate one or more fundamental laws of thermodynamics,

violam uma ou mais leis fundamentais da termodinâmica,

the branch of physics that describes the relationship

o ramo da física que descreve a relação

between different forms of energy.

entre 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 podemos obter mais energia do que aquela que introduzimos.

That rules out a useful perpetual motion machine right away

Isto afasta a possibilidade de uma máquina útil de movimento perpétuo

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

porque uma máquina só pode produzir a mesma energia que consome.

Não sobraria nenhuma para alimentar um carro ou um telemóvel.

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

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

E se só quiséssemos que a máquina continuasse a mover-se?

Inventors have proposed plenty of ideas.

Os inventores propuseram muitas ideias.

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

Algumas delas foram variantes da roda em desequilíbrio de Bhaskara

with rolling balls or weights on swinging arms.

com rolamentos ou pesos em braços basculantes.

None of them work.

Nenhuma delas funciona.

The moving parts that make one side of the wheel heavier

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

also shift its center of mass downward below the axle.

também deslocam o centro de gravidade para baixo do eixo.

With a low center of mass,

Com um centro de gravidade baixo,

the wheel just swings back and forth like a pendulum,

a roda apenas anda para trás e para a frente. como um pêndulo,

then stops.

e depois para.

E se for uma abordagem diferente?

What about a different approach?

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

No século XVI, Robert Boyle teve uma ideia

for a self-watering pot.

para um vaso que se regasse a si mesmo.

He theorized that capillary action,

Desenvolveu a teoria de que a ação capilar

the attraction between liquids and surfaces

— a atração entre o líquido e a superfície

that pulls water through thin tubes,

que puxa a água através de finos tubos

might keep the water cycling around the bowl.

podia manter a água a circular em volta do vaso.

But if the capillary action is strong enough to overcome gravity

Mas se a ação fosse bastante forte para ultrapassar a gravidade

e obrigar a água a subir,

and draw the water up,

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

também a impediria de voltar a cair mo vaso.

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

Depois há versões com ímanes, como este conjunto de rampas.

A bola seria atraída para cima pelo íman que está no topo,

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

fall back down through the hole,

cairia pelo buraco

and repeat the cycle.

e repetiria o ciclo.

This one fails because like the self-watering pot,

Esta também fracassa, tal como o vaso que se rega a si mesmo,

the magnet would simply hold the ball at the top.

porque o íman reteria a bala no topo.

Mesmo que, apesar de tudo, se mantivesse em movimento,

Even if it somehow did keep moving,

the magnet's strength would degrade over time

a força do íman degradar-se-ia com o passar do tempo

e acabaria por deixar de funcionar.

and eventually stop working.

For each of these machines to keep moving,

Para cada uma destas máquinas se manter em movimento

they'd have to create some extra energy

teriam de criar qualquer energia extra

to nudge the system past its stopping point,

para alimentar o sistema para além do ponto de paragem,

breaking the first law of thermodynamics.

quebrando a primeira lei da termodinâmica.

There are ones that seem to keep going,

Algumas parecem continuar a funcionar

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

mas, na realidade, acabam por mostrar que vão buscar energia

from some external source.

a qualquer fonte exterior.

Mesmo que os engenheiros conseguissem projetar 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 de segunda lei.

The second law of thermodynamics

A segunda lei da termodinâmica

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

diz-nos que a energia tende a dissipar-se

através de processos como a fricção.

Any real machine would have moving parts

Qualquer máquina real teria partes em movimento

or interactions with air or liquid molecules

ou interações com moléculas de ar ou de líquidos

that would generate tiny amounts of friction and heat,

que gerariam pequenas quantidades de fricção e de calor,

mesmo num ambiente de vácuo.

even in a vacuum.

That heat is energy escaping,

Esse calor é energia que se escapa

and it would keep leeching out,

e continuará a escapar-se,

reducing the energy available to move the system itself

reduzindo a energia disponível para manter o sistema em movimento.

until the machine inevitably stopped.

até que a máquina pararia inevitavelmente.

So far, these two laws of thermodynamics

Até agora, estas duas leis da termodinâmica

have stymied every idea for perpetual motion

entravaram todas as ideias para o movimento perpétuo

e os sonhos de gerar energia

and the dreams of perfectly efficient energy generation they imply.

de modo perfeitamente eficaz que implicam.

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

Mas é difícil de dizermos com certeza

que nunca 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 não entendemos no universo.

Perhaps we'll find new exotic forms of matter

Talvez venhamos a encontrar novas formas exóticas de matéria

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

que nos forcem a rever as leis da termodinâmica.

Ou talvez haja movimento perpétuo

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

numa escala de minúsculos quanta.

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

Aquilo que podemos razoavelmente ter a certeza

é que nunca deixaremos de procurar.

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

Por agora, a única coisa que parece realmente perpétua é a nossa procura.