Ένθετο 4: Η αναζήτηση του αεικίνητου

Από τότε που ο άνθρωπος άρχισε να κατασκευάζει μηχανές, ο στόχος ήταν ένας να κάνει τη ζωή του ευκολότερη. Οι μηχανές το πέτυχαν αυτό αλλά πάντα με κάποιο κόστος. Κάποια άλλη μορφή ενέργειας έπρεπε να ξοδεύεται, για να πετύχεις τη λειτουργία μιας μηχανής. Η πρόκληση λοιπόν ήταν μεγάλη· μήπως θα μπορούσε να κατασκευαστεί μια μηχανή που να δουλεύει συνεχώς, χρησιμοποιώντας τις δυνάμεις της φύσης (βαρύτητα, ηλεκτρισμό, μαγνητισμό) και να παράγει ωφέλιμο έργο χωρίς εμείς να χρειάζεται να καταναλώσουμε κάποια επιπλέον ενέργεια γι' αυτό.

Ο καθένας που έχει γνωρίσει έναν ηλεκτρικό κινητήρα και μια ηλεκτρική γεννήτρια θα έχει σκεφτεί: μήπως αν συνδέσουμε τη γεννήτρια με τον κινητήρα, μπορούμε να πετύχουμε με ένα μέρος του ρεύματος που παράγει η γεννήτρια να λειτουργεί ο κινητήρας ο οποίος με τη σειρά του θα κινεί τη γεννήτρια, ενώ με το υπόλοιπο θα μπορούμε π.χ. να φωτίσουμε το σπίτι μας;

Αν μπορούσαμε να το κατασκευάσουμε αυτό, θα είχαμε βρει το αεικίνητο του πρώτου είδους.

Η πραγματοποίηση του αντιβαίνει στη αρχή της διατήρησης της ενέργειας και συνεπώς και στον πρώτο νόμο της Θερμοδυναμικής.

Πολλοί ευφυείς εφευρέτες έχουν καταναλώσει τη ζωή τους ανά τους αιώνες στην αναζήτηση αυτή της χίμαιρας ώσπου που το 1775 η Γαλλική Ακαδημία των Επιστημών έκλεισε την πόρτα της σε τέτοιου είδους εφευρέσεις, χωρίς όμως να γνωρίζουν ακόμη τότε τους νόμους που απαγόρευαν τη δυνατότητα της πραγματοποίησης του αεικίνητου.

Μερικές χαρακτηριστικές προτάσεις για την κατασκευή του αεικίνητου. α) Η πρόταση του Λεονάρντο ντα Βίντσι. Οι σφαίρες στους βραχίονες είναι μισογεμισμένες με υδράργυρο, η μετακίνηση της μάζας του οποίου επιφέρει τη λειτουργία του μηχανισμού με τη βοήθεια της βαρύτητα. β) Μια ατέλειωτη σειρά από σπόγγους που καθώς στραγγίζουν χάνουν βάρος, προκαλώντας την κίνηση, ενώ η αλυσίδα στο κεκλιμένο επίπεδο τους πιέζει για να γίνονται ελαφρύτεροι. γ) Ένας ισχυρός μαγνήτης Α έλκει τη μικρή σιδερένια σφαίρα c προς τα πάνω, στο κεκλιμένο επίπεδο. Μόλις η σφαίρα φτάσει στη τρύπα Ε πέφτει και επιστρέψει στην αρχική θέση της περνώντας μέσα από το άνοιγμα D. δ) Ο τροχός φέρει αρθρωτό βραχίονα που συγκρατεί τη βαριά σφαίρα C αναγκάζει στη συνέχεια τον τροχό να στραφεί ώσπου να αποθέσει τη σφαίρα στη θέση D, απ' όπου αυτή επιστρέφει στη θέση C, και ο κύκλος επαναλαμβάνεται. ε) Το νερό με τη βοήθεια ατέρμονα κοχλία ανέρχεται στη θέση Α, απ' όπου ρέει διαδοχικά στα δοχεία Ε, F, C και κινεί τα πτερύγια Η, Ι, Κ, προσδίνοντας κίνηση στον κοχλία, ώστε η διαδικασία να συνεχίζεται.

Στην εικόνα απεικονίζονται μερικές από τις πιο γνωστές μηχανές αυτού του τύπου που είχαν προταθεί κατά καιρούς.

Αφού οι προσπάθειες για την πραγματοποίηση του αεικίνητου πρώτου είδους απέβησαν τελικά άκαρπες και όπως αποδείχτηκε και μάταιες, οι έρευνες των εφευρετών εστράφησαν προς την κατεύθυνση της βελτίωσης της απόδοσης των διάφορων μηχανών, έτσι ώστε όση ενέργεια τους δίνουμε υπό μορφή θερμότητας τόσο ακριβώς έργο να μας αποδίδουν. Και πάλι όμως οι προσπάθειες απέβησαν όχι μόνο άκαρπες αλλά και μάταιες.

Η επιδίωξη της κατασκευής μιας τέτοιας μηχανής αποτελεί την αναζήτηση του αεικίνητου του δευτέρου είδους, και η πραγματοποίηση της αντιβαίνει στο δεύτερο νόμο της Θερμοδυναμικής σύμφωνα με τον οποίο καμιά θερμική μηχανή δεν μπορεί να μετατρέπει εξ ολοκλήρου την προσφερόμενη σ' αυτή θερμότητα σε έργο αλλά ένα μέρος της πρέπει να το αποδίδει σε μια δεξαμενή θερμότητας χαμηλής θερμοκρασίας.

Με άλλα λόγια η αποτυχία και το μάταιο της αναζήτησης του αεικίνητου του πρώτου και του δεύτερου είδους διδάσκουν ότι όχι μόνο δεν μπορούμε να πάρουμε περισσότερη ενέργεια απ' αυτήν που προσφέρουμε αλλά ούτε και να "ισοφαρίσουμε"!!