Moto perpetuo di 1° Specie

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L'idea di costruire una macchina che potesse funzionare ininterrottamente senza bisogno di ricevere energia dall'esterno, ad esempio per mezzo di un combustibile, ha affascinato gli inventori per secoli. Le applicazioni di una tale macchina sarebbero praticamente infinite e la sua utilizzazione permetterebbe un enorme risparmio energetico. Una macchina che realizzi il moto perpetuo non è però stata mai inventata e ci sono ragioni teoriche sufficienti a far supporre che non potrà esserlo mai. Per ovvie ragioni gli inventori hanno concentrato i loro sforzi su macchine che potessero anche fornire dei lavoro utile, piuttosto che su macchine capaci soltanto di muoversi indefinitamente senza permettere il funzionamento di nessun altro dispositivo.

Moto perpetuo di prima specie. Le macchine ideali che, funzionando a regime di tipo periodico, sono in grado di eseguire lavoro esterno senza che sia loro fornita energia né meccanica né termica realizzano il moto perpetuo di prima specie: una volta ricevuto un impulso di avviamento, dovrebbero essere infatti in grado di mantenersi perpetuamente in moto e di far funzionare i dispositivi ad esse collegati. Esiste però l'ostacolo dei primo principio della termodinamica, secondo il quale in ogni trasformazione ciclica in cui è nullo l'apporto di energia esterna è nullo anche il lavoro complessivo: per questa ragione l'impossibilità dei moto perpetuo di prima specie fu decretata fin dal 1775 dall'Accademia delle scienze francese.

Il primo principio della termodinamica può anche essere interpretato come un principio di conservazione dell'energia, dicendo che l'energia può solo essere convertita da una forma in un'altra ma non generata o distrutta. Tutti i progetti di macchine che realizzano il moto perpetuo di prima specie contraddicono questo principio nel senso che ad un'attenta analisi risultano avere un rendimento superiore al 100%, cioè sono in grado, in altre parole, di fornire più energia di quanta ne ricevono.

 

L'unico tipo di macchina per realizzare il moto perpetuo effettivamente costruibile, almeno in teoria, è un dispositivo molto semplice che, per il fatto di non presentare attriti o altre cause di perdita d'energia, continui a muoversi indefinitamente senza però fornire all'esterno lavoro alcuno. Ad esempio, un pesante volano, montato in una campana a vuoto spinto su cuscinetti a sfere, sicuramente si manterrebbe in moto per un tempo lunghissimo a causa della ridottissima resistenza dell'aria estremamente rarefatta e dello scarso attrito dei cuscinetti: ciò nonostante finirebbe coi fermarsi perché è impossibile in pratica ottenere un vuoto perfetto e costruire cuscinetti senza attrito. Un moto perpetuo dei tipo descritto è, ad esempio, quello dei corpi celesti e sembrerebbe essere anche quello dei satelliti artificiali, che una volta lanciati in orbita continuano a compiere rivoluzioni attorno alla Terra senza bisogno di mantenere accesi i motori e quindi di consumare energia alcuna.

In realtà i satelliti artificiali incontrano pur sempre, a meno di essere in orbita ad altezze enormi, la resistenza dell'atmosfera terrestre le cui molecole, nonostante l’estrema rarefazione, sono sufficienti coi loro urti a frenarli, anche se impercettibilmente, e quindi sono inesorabilmente destinati a ricadere sulla Terra. Se certi metalli, come il piombo, sono raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto (-273,16 K) la loro resistenza elettrica si riduce perfettamente a zero e una corrente elettrica parrebbe quindi poter circolare indefinitamente in un anello di tali materiali senza bisogno di fornire nessuna energia supplementare: il moto degli elettroni che costituiscono la corrente sarebbe un moto perpetuo ma anch'esso è destinato a cessare, sebbene in tempi lunghissimi, per il perdurare di alcune cause di dissipazione (comunque in anelli di materiali semiconduttori sono circolate correnti per più di due anni senza riduzione apprezzabile).

Sotto vengono descritti alcuni dei migliori tentativi per riuscire a realizzare una macchina in grado di creare energia dal nulla.

PECCATO CHE NESSUNA FUNZIONI!

1° TENTATIVO

Macchina per realizzare il moto perpetuo basata su effetti magnetici progettata da Athanasius Kircher nel 1643. Il grande magnete sferico A attrae una sfera di ferro lungo il piano inclinato B-C; giunta in E, la sfera dovrebbe cadere lungo la guida F e tornare in D dando luogo al ripetersi del ciclo, ma in realtà continua ad essere attratta dal magnete. (foto Ronan Picture Library)

primo tentativo moto perpetuo

2° TENTATIVO

In questo dispositivo, ideato nel 1686 dall'Abbé de la Roque, l'acqua avrebbe dovuto essere spinta a compiere un moto circolare perpetuo attraverso i due condotti dalla differenza di pressione esistente tra questi; in realtà non c'è differenza di pressione, per cui il dispositivo non lavora. (dis. Arch. IGDA)
2° tentativo