Prof. îndrumător: Realizatori:Elevi frt.

Ionescu Gabriela Lupu Adrian & Nistoreanu

Gh.

C1.Perpetuum mobile:- definiție2.Istoric3.Clasificare4.Perpetuum mobile de speța întâi5. Perpetuum mobile de speța a doua6.Perpetuum mobile de speța a treia7.Brevete de invenții8.Încercări de realizare

Cuprins

Istoric Istoricul mașinilor cu mișcare perpetuă se

confundă cu istoria fizicii. Încercările de a realiza o astfel de mașină au dus la dezvoltarea cunoștințelor științifice.

500 î.Hr. :Filozoful grec Anaxagora afirma ca din nimic nu se obține nimic si nimic nu poate fi anihilat.

300 î.Hr. :filozoful grec Aristotel afirmă că natura are oroare de vid, concept care a dus la stagnarea științifică timp de aproape 2000 de ani.

1480 :Leonardo da Vinci face câteva schițe despre roata dezechilibrată și șurubul de apă al lui Arhimede. În jurul anului 1490 Leonardo da Vinci explică momentele forțelor la o roată cu greutăți și demonstrează imposibilitatea mișcării spontane a unei astfel de roți.

În 1880 Rudolf Clausius formulează primele două legi ale termodinamicii în forma cunoscută astăzi.

În 1903 Jhon William Strutt , (Lord Rayleigh) construiește un ceas cu radiu, a cărei funcționare a fost explicată doar prin teoria relativității a lui Albert Einstein.

În 1955 rusul Belousov descoperă o reacție chimică oscilantă, care pare a contrazice principiul al doilea al termodinamicii. Cercetările sunt continuate în 1968 de Zabotinski.

În 1995 Aldo Costa depune o cerere de brevet pentru o roată cu mișcare perpetuă gravitațională, obținută prin „unificarea mecanicilor clasică și cuantică”.

În 2003 Mihail Smeretcianski obține un brevet francez pentru o mașină de tip perpetuum mobile, bazată pe flotabilitate.

ClasificarePerpetuum Mobile

În accepție termodinamică se discută doar despre perpetuum mobile de speța întâi și a doua, corespunzător echivalenței dintre lucru mecanic și căldură. În sens larg, expresia este folosită la toate dispozitivele cu mișcare perpetuă, indiferent de formele de energie (electrică, magnetică etc.) care intervin. Definitorii sunt legea conservării energiei și problema ireversibilității. Unele dispozitive își obțin mișcarea din surse de energie neconvenționala, „ecologice”, însă, deși apar ca noi surse de mișcare, evident, nu sunt niște perpetuum mobile.

Un perpetuum mobile de speța întâi este un sistem fizico-chimic care ar funcționa ciclic și ar efectua, într-un număr de cicluri complete, lucru mecanic, fără a primi din exterior energie sub formă de lucru mecanic sau căldură. Imposibilitatea de a realiza un astfel de sistem este o consecință a primului principiu al termodinamicii. Din acesta rezultă imposibilitatea realizării, atât a acestui perpetuum mobile, cât și a reciprocului său, adică a unui sistem care să funcționeze ciclic și să primească, într-un număr de cicluri complete, lucru mecanic, fără să cedeze în exterior energie sub formă de lucru mecanic sau căldură.

Planuri înclinate. Simon Stevin a conceput un perpetuum mobile în care a presupus că cele patru bile de pe o pantă a planului vor trage cele două bile de pe cealaltă pantă, rezultând o mișcare continuă. Nefuncționarea dispozitivului a dus la descoperirea echilibrului forțelor pe un plan înclinat. Problema (și explicația nefuncționării) este similară la toate dispozitivele gravitaționale pe bază de lanțuri cu diferite lungimi și poziții.

Perpetuum mobile de speța întâi Roata dezechilibrată. Se presupunea că masele dintr-o parte a roții (bile pe tije, bile libere, ciocane, mercur etc.) pot dezechilibra roata, care se va roti, producând lucru mecanic. Echilibrul forțelor și al momentelor unei astfel de roți (figura alăturată) a fost demonstrat de Leonardo da Vinci. Situația este comună tuturor roților mecanice „magice”.

Perpetuum mobilede speța a doua

Un perpetuum mobile de speța a doua este un sistem fizico-chimic care ar funcționa ciclic și ar efectua, într-un număr de cicluri complete, lucru mecanic, schimbând căldură cu o singură sursă de căldură, sursa fiind un sistem fizico-chimic de temperatură uniformă. Imposibilitatea de a realiza un astfel de sistem este o consecință a celui de al doilea principiu al termodinamicii. Problema demonului lui Maxwell este până azi un obiect de discuție.

Demonul lui Maxwell

Demonul lui Maxwell a bantuit termodinamica mai bine de un secol, de cand James Clerk Maxwell a teoretizat pentru prima data ca un mic incornorat poate lasa selectiv sa intre doar atomi calzi printr-o poarta, extragand gradual caldura unui gaz fara costuri prea mari.Dar cum nu exista nimic gratis, demonul are nevoie de informatie, pentru a sti care atom este cald. Eventual s-a recunoscut ca informatia este schimbata pe energie si s-au calculat formule complicate. Numai ca, pana acum, nimeni nu a reusit sa construiasca un demon care sa lucreze in realitate.

Grup motor-generator electrice

Grup motor-generator electrice. Acest sistem se presupune că ar funcționa în modul următor: motorul electric antrenează prin transmisia mecanică generatorul electric, care produce curent, care alimentează motorul electric, obținându-se mișcarea perpetuă. Sistemul nu funcționează deoarece atât motorul, cât și generatorul doar transformă o formă de energie (cea mecanică, respectiv cea electrică) în alta, transformare care nu poate genera nimic în plus, ba chiar pierderile limitează randamentul transformărilor. Ca urmare, odată consumată energia impulsului inițial, sistemul se oprește.

Dispozitivul lui Maricourt

Dispozitivul lui Maricourt. Acest dispozitiv a fost propus tocmai în scopul studierii proprietăților magneților. A este un magnet care atrage bila B în sus pe planul înclinat M. Cînd ajunge sus, bila cade prin orificiul C pe panta în formă de arc de cicloida N, unde gravitația o accelerează spre D, unde se întoarce pe rampa M și mișcarea continuă. Dispozitivul nu funcționează deoarece forțele magnetică și gravitațională se echilibrează într-un punct de pe traseu (punct situat de fapt pe cicloidă), iar frecarea oprește mișcarea în acel punct.

Perpetuum mobilede speța a treia

Expresia perpetuum mobile de speța a treia este de dată recentă, nu este legată de termodinamică și se referă la sisteme fizico-chimice izolate care, odată puse în mișcare, Deoarece nu schimbă energie cu mediul ambiant și nu-și schimbă forma energiilor din sistem (în jargon tehnic sunt lipsite de pierderi) își păstrează mișcarea pe timp nelimitat. Imposibilitatea de a realiza un astfel de sistem derivă din ireversibilitatea fenomenelor.

Cupa lui Boyle Cupa lui Boyle. Ideea se baza pe capilaritate. Lichidul trebuia să aibă o tensiune superficiala mai mică decât forța de adeziune la pereți (de exemplu apă în vas de sticlă), ceea ce duce la ridicarea lichidului în tubul capilar C. Acesta readuce lichidul în vas, realizând o mișcare perpetuă. Dispozitivul nu fucționează deoarece forțele capilare rețin lichidul în tubul capilar, nu-l eliberează în vas. Tubul capilar poate fi înlocuit cu corpuri poroase (fitile, bureți), cu același rezultat și motiv de nefuncționare.

Pila Karpen

Pila termoelectrică cu temperatură uniformă” a fost imaginată şi realizată de către fizicianul Nicolae Vasilescu – Karpen şi prototipul său funcţionează neîntrerupt de 6 decenii.Pila Karpen are electrozi din aur (lucios) şi platină neagră (poroasă) cufundaţi în acid sulfuric de înaltă puritate. În ceea ce priveşte modul de funcţionare, părerile „specialiştilor” sunt împărţite: unii afirmă că pila nu poate exista pentru că pune sub semnul întrebării principiul al doilea al termodinamicii, alţii afirmă că în realitate, pila nu contravine acestui principiul (transformarea energiei), şi nici principiului zero (echilibru termodinamic cu mediul) în formularea generalizată. Concluzia celor din urmă ar fi că pila Karpen funcţionează folosind exclusiv energia termică a mediului ambiant.

Brevete de invenții

Brevetele de invenții asigură protecția ideii tehnice, a proprietăților intelectuale. Oficiile de brevete ale unor țări, cum este Germania, cer ca aceste idei să fie și realizabile practic. Ca urmare, având în vedere avizul negativ al comunității științifice, ele nu acceptă cererile de brevete pentru dispozitive care se declară a fi perpetuum mobile. Oficiile altor țări lasă în responsabilitatea autorului realizarea practică, considerând că nu este cazul să decidă ele dacă o invenție este realizabilă sau nu. Sigur că daca o idee nu este realizabilă, ea nu poate fi realizată nici de cei ce nu dețin brevetul, deci nu poate exista litigiu. Dacă este realizabilă, protecția funcționează, ceea ce și este scopul brevetului.

Obținerea de brevete in România

Pentru obținerea brevetului de invenție în România se depune o cerere pentru brevet de invenție la OSIM(Oficiul De Stat Pentru Invenții Și Marci) Cererea va conține pe lângă un formulat tipizat o documentație care descrie obiectul solicitării. Documentația conține (cf. art.14 din Legea 64/1991):

- Datele de identificare ale solicitantului brevetului - Descrierea invenției - Una sau mai multe revendicări - Desenele la care se face referire în descriere sau/și revendicări - Rezumat În plus solicitantul va trebui sa plătească câteva taxe pentru serviciile

asigurate de OSIM. Invenția este brevetabilă dacă: - Este din categoria de obiecte brevetabile - Este nouă - Implică o activitate inventivă - Are aplicație industrială

Brevetarea internațională

Brevetul poate oferi drepturi în mai multe țări din lume dar este necesar a se îndeplinii formalitățile de patentare în fiecare țară.PCT(Tratatul de Cooperare în domeniul brevetelui de invenții), Tratatului de Cooperare în domeniul brevetelor este un tratat internațional privind legislația brevetelor de invenție stabilit în 1970, tratat care prevede o procedură unică pentru protecția invenției în fiecare țară parte a tratatului. Procedura urmată “PCT application" asigură recunoașterea prioritații inventatorului în țările semnatare permițând acestuia să depună cerere de brevet în fiecare țară într-un interval de timp de pâna la 30 de luni. Altfel patentarea internațională nu se mai poate face mai târziu de un an de la depunerea primei cereri de brevet.

Încercaride realizare

Dea lungul timpului oamenii de știință au încercat să realizeze perpetuum mobile, dar legile naturii sunt împotriva realizării acestor dispozitive, care în mod evident ar ușura viața omenirii.

În prezent există doar câteva mașinării care par a sfida legile naturii însa chiar si in ziua de astăzi cercetătorii caută o explicație, ei susțin că în funcționarea acestora sunt implicate fenomene cuantice.

Roata gravitaționalăa lui Aldo Costa

Motorul gravitaţional al lui Aldo Costa este o sursă permanentă de energie ce transformă forţa gravitaţională în mişcare de rotaţie prin deplasarea centrului de greutate faţă de centrul de simetrie (de rotaţie) al roţii.

Roata gravitaționalăa lui Aldo Costa