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Máquinas de movimiento perpetuo: ¿Podríamos alguna vez construir una "real"?

Máquinas de movimiento perpetuo: ¿Podríamos alguna vez construir una

¿Es el movimiento perpetuo, una innovación fantástica si se logra, o el aceite de serpiente de la física? La retrospectiva siempre es 20/20, como dicen. Es fácil para nosotros reírnos y ridiculizar afirmaciones pasadas de dispositivos que supuestamente son dispositivos de movimiento perpetuo. La historia popular a menudo coloca un estigma en dispositivos como las extravagantes curiosidades de la ingeniería. ¿Es esta feria dado nuestro conocimiento actual del mundo que nos rodea? Debemos recordar en todo momento lo que las generaciones anteriores sabían en ese momento. Esto es cierto para muchas facetas de la ciencia y la tecnología.

Un buen ejemplo sería la máquina magnética de movimiento perpetuo 'Bishop Wilkins'. A menudo se afirma que esto fue creado como una táctica para probar el concepto. Quizás, en realidad estaba destinado a demostrar la inutilidad de la búsqueda del aceite de serpiente de la física. Veremos esto más tarde.

¿Podríamos alguna vez fabricar un dispositivo que funcione sin ninguna pérdida de energía? Echemos un vistazo...

¿Qué es el movimiento perpetuo?

Este tipo de máquinas son, en efecto, dispositivos que se mueven perpetuamente, nunca se detienen. Si pudieras crear uno hoy, ponerlo en movimiento y dejarlo solo, debería, en teoría, seguir moviéndose hasta el final de los días. Hasta el llamado "Big Freeze", eso es un tiempo muy largo.

El "Big Freeze" es el fin teórico de todo cuando el universo se ha expandido tanto que alcanza un estado de energía libre termodinámica cero. En este punto, el cosmos no podrá mantener el movimiento, los átomos se romperán y, en general, todo estará bastante muerto. El espacio y todo lo que hay en él llegará al cero absoluto.

Este será un tiempo de oscuridad eterna, eterna e interminable. Un buen pensamiento y solo faltan unos 100 billones de años. Por supuesto, hay una plétora de otras teorías sobre el final de todo para elegir, pero mi favorita personal es Big Freeze. Parece muy aleccionador.

Pero estoy divagando, lo más importante a tener en cuenta es que tal máquina funcionaría al menos hasta este momento.

No todo lo que brilla es oro o movimiento perpetuo

Es probable que encuentre muchos diseños en la 'interweb' que afirman ser prototipos funcionales o pruebas de movimiento perpetuo. Algunos de estos diseños ciertamente parecen convincentes a la primera inspección. Probablemente podría desarrollar un diseño usted mismo, y si se diseñan correctamente, también podrían moverse para siempre.

Si esto se pudiera lograr, tendría enormes implicaciones. Uno pensaría que podrían proporcionar una fuente eterna de energía, no solo ilimitada sino también gratuita. ¿O podrían ellos?

Lamentablemente, el mundo real y la física fundamental tienen otras ideas para las máquinas de movimiento perpetuo. Son, por definición, imposibles. Al menos dado nuestro conocimiento existente de física. Es posible que en el futuro se presenten nuevos campos y conocimientos y que alteren nuestra comprensión de la física. Deberíamos "nunca decir nunca", especialmente en ciencia. Tales revelaciones probarían que todo lo que conocemos es simplemente incorrecto y harían que la mayoría de nuestras observaciones del universo carezcan de sentido.

Si las máquinas de movimiento perpetuo no son imposibles, entonces probablemente podríamos decir que se acercan lo más posible a la ciencia. Entonces, echemos un vistazo a algunos ejemplos y cómo podrían funcionar teóricamente.

Una piedra de movimiento perpetuo no acumula musgo

Estamos seguros de que está familiarizado con la primera ley de la termodinámica. Esta es la ley de conservación de la energía. La energía siempre se conserva y no se crea ni se destruye. Sin embargo, puede cambiar su forma de una a otra. Para que una máquina siga moviéndose, la energía que se le da al sistema debe permanecer dentro del sistema sin pérdidas. Este solo hecho hace que la idea de máquinas de movimiento perpetuo sea discutible.

Una verdadera máquina de movimiento perpetuo debe obedecer lo siguiente:

1. Debe eliminarse la fricción. No puede haber partes móviles que se toquen entre sí. La fricción robaría energía a la máquina al perderla en forma de calor, o de luz si se calienta lo suficiente. Puede hacer que las superficies de las piezas sean lo más lisas posible, pero aún quedarían imperfecciones microscópicas que crearían fricción, incluso si fueran muy pequeñas. Siempre que dos partes se froten, se generará calor en cualquier grado. De acuerdo con las leyes de la termodinámica, la energía cinética se convierte en energía térmica y se pierde del sistema. No es genial, sin juego de palabras, para la máquina de movimiento perpetuo propuesta.

2. La máquina debe funcionar dentro de un vacío, es decir, sin aire. El aire, al igual que otras partes móviles, rozará la máquina en movimiento, creará fricción y creará una pequeña, pero importante pérdida de energía de la máquina. Con el tiempo, incluso si esta fuera la única fricción, la máquina perdería toda su energía cinética por esta fricción. Esto llevaría mucho tiempo, pero la máquina se detendría mucho antes del final de los días.

3. La máquina debe estar silenciosa, absolutamente silenciosa. Cualquier producción de sonido es también una pérdida de energía del sistema. Esto, como los otros dos puntos anteriores, eventualmente robaría a la máquina su energía cinética.

[Fuente de imagen: Pixabay]

Contempla la maravilla del movimiento perpetuo

Incluso con la propuesta incapacidad del movimiento perpetuo para romper las leyes de la física; La curiosidad, o es la arrogancia, no ha impedido que los inventores ambiciosos intenten lograrlo.

El museo en línea de Simanek presenta algunas de las primeras máquinas diseñadas por el matemático y astrónomo indio Bhaskara en el siglo XII. El diseño era tal que supuestamente se mantenía girando debido a un desequilibrio creado por contenedores de mercurio alrededor de su borde. Otros ejemplos incluyen molinos de viento del siglo XVI, sifones del siglo XVII y algunos diseños de ruedas de agua.

Cabe señalar que algunos diseños de máquinas se han diseñado genuinamente con el espíritu de la curiosidad y la ciencia. Otros, por otro lado, son intentos directos de engañar para obtener ganancias monetarias. Probablemente el engaño más famoso sea el de Charles Redheffer de 1812. Más sobre esto más adelante.

Los Estados Unidos del siglo XIX, como en cualquier otro lugar, fueron un lugar privilegiado para engaños de este tipo. En su libro "Bromistas: Haciendo travesuras en el mundo moderno", Kimbrew McLeod nos revela a muchas personas que lo han intentado durante la Era de las Luces. Esta era una época para que los más escrupulosos buscaran la verdad a través del método científico, para otros una forma más de ganar dinero a través de la pseudociencia. Este fue un momento de alfabetización cada vez mayor que introdujo ideas más antiguas, a menudo desacreditadas. ¿Suena familiar? Ejem, tierra plana. ¿Quién dijo eso?

Aprender de la historia o estar condenado a repetirla, o disfrutarla

El Siglo de las Luces trajo ideas fantásticas a la gente y esto despertó un gran interés, lo cual es grandioso. Lamentablemente, la mayor parte de este interés surgió con muy poca comprensión de ellos. Barbara Franco escribe sobre esto en su libro "El gigante de Cardiff: un engaño de cien años". Para el público del siglo XIX, la distinción entre las disciplinas científicas populares y serias a menudo era difícil de difundir. Estas mentes curiosas y hambrientas se alimentaron con conferencias, teatros, museos de curiosidades, circos y reuniones de avivamiento.

Otro rasgo interesante de la humanidad es nuestro aparente amor por ser engañados. Amy Reading destaca esto en su libro "La marca interior: una gran estafa, una astuta venganza y una pequeña historia de la gran estafa". Su libro se concentra en el sentido de la diversión estadounidense. Sin embargo, puede extenderse a la mayoría de nosotros y nuestro deseo por lo aparentemente imposible. Ella explica que a la gente le encanta dejarse engañar por una historia que saben que no es cierta. Les gusta caer en la trampa de todos modos y luego parecen sorprenderse cuando se enteran de que han sido estafados. Probablemente pueda pensar en muchos otros ejemplos del mundo moderno. "Click Bait" es lo primero que me viene a la mente.

Ejemplos, bueno, no ejemplos de movimiento perpetuo.

Como se mencionó anteriormente, se encontrará con muchas afirmaciones de dispositivos o máquinas de movimiento perpetuo. Muchos parecerán convincentes al principio, pero un examen más detenido de ellos revelará lo que realmente son. El aceite de serpiente de la física. Con cualquier afirmación, asegúrese de preguntarse, "¿de dónde viene la energía?".

Sin más preámbulos, echemos un vistazo más de cerca a tres ejemplos infames, frecuentemente citados:

El engaño de Redheffer

Filadelfia y Nueva York quedaron cautivadas por la máquina de movimiento perpetuo de Redheffer en 1812. Sus espectáculos le valieron miles de dólares, una gran suma en ese momento. Si está interesado, la historia se cubre con gran detalle en el libro de W.J.D Ord-Hume "Movimiento perpetuo: la historia de una obsesión". Según Hume, los historiadores saben muy poco de la historia de Redheffer antes del engaño. Apareció por primera vez en escena en 1812, abriendo una casa cerca del río Schuylkill para mostrar su máquina milagrosa.

Redheffer afirmó que los "gubbins" de la máquina podrían seguir moviéndose para siempre sin ser tocados ni ayudados.

Aparentemente, la máquina funcionaba mediante el supuesto principio de movimiento perpetuo mediante una fuerza descendente continua en un plano inclinado. Esto, según se afirmó, produciría una componente de fuerza horizontal continua. Redheffer, según Ord-Hume, construyó una máquina que operaba a través de un péndulo impulsado por gravedad con un gran engranaje horizontal en la parte inferior. Esto se entrelazó con otro engranaje más pequeño. Estos engranajes gemelos y el eje asociado giraban por separado. Se colocaron dos rampas en el engranaje más grande y en las rampas también había pesos. Estos pesos, según se afirmó, empujaron el engranaje grande lejos del eje. La fricción resultante haría que el engranaje y el eje giraran.

Este engranaje giratorio impulsaría el engranaje más pequeño si se quitaran los pesos, la máquina se detendría. Redheffer estaba tan satisfecho con su máquina que presionó al estado de Pensilvania para que construyera una más grande. El Estado, con bastante prudencia, envió dos inspectores para investigar la posible inversión. Aquí es donde la trama de Redheffer comenzó a desmoronarse.

[Fuente de imagen: Wikimedia Creative Commons]

Mentiroso perpetuo en movimiento

Cuando llegaron los inspectores, encontraron la máquina en una habitación cerrada con llave. La máquina de Redheffer solo era visible a través de una ventana. Uno de los inspectores, Nathan Seller, también había traído a su hijo. El hijo del inspector notó que los engranajes de la máquina no funcionaban exactamente como se declaró. Los engranajes y engranajes parecían estar gastados del lado equivocado. Esto significaría que el eje, los pesos y el engranaje no impulsaban el engranaje más pequeño hacia un lado. Parecía, de hecho, que era todo lo contrario.

Nathan le creyó a su hijo y determinó que la máquina era un engaño. En lugar de hacer pública su corazonada, contrató a Isaiah Lukens, un ingeniero local, para que construyera su propia versión de la máquina. La misión era que se viera y "funcionara" como se suponía que debía hacer Redheffers. Lukens construyó con éxito un dispositivo similar con una base aparentemente sólida y una pieza cuadrada de vidrio en la parte superior. El dispositivo tenía cuatro remates de madera que se suponía que iban a ser decorativos en la parte superior del vidrio unido a postes de madera.

Los mentirosos nunca prosperan

Lukens colocó un motor de relojería en la base. Uno de estos remates era, de hecho, un dispositivo de cuerda. Podría proporcionar energía al motor durante todo el día. Este motor haría girar el eje y, por lo tanto, impulsaría los engranajes. Lukens le mostró a Redheffer la réplica de la máquina, que estaba tan abrumada al verla funcionando, le ofreció dinero para saber cómo funcionaba. Sellers y Lukens dejaron que se difundiera la noticia del engaño en lugar de confrontar a Redheffer en el acto.

La máquina fue desacreditada por segunda vez, después de lo cual la multitud olió sangre. Al darse cuenta de esto, la multitud se volvió loca y destruyó el trabajo de Redheffer. Redheffer, comprensiblemente hizo una salida rápida, para no ser visto nunca más. Aquí hay un modelo en acción, aunque está ligeramente modificado del diseño original. Esta máquina es un buen ejemplo de advertencia de la historia sobre las afirmaciones de crear una máquina de movimiento perpetuo.

El dispositivo de movimiento perpetuo del obispo John Wilkins

El obispo John Wilkins, fundador y primer secretario de la Royal Society británica, compiló un libro sobre "Magia matemática". Su trabajo coincidió con el período de la historia en el que las "artes mágicas" fueron reemplazadas por el método científico durante el Siglo de las Luces. Una época que apenas podíamos entender ahora cuando la mitología fue reemplazada por la razón.

A principios de 1600, se publicó el libro de William Gilbert "de Magnete". Se ofreció a los lectores un relato fascinante de los experimentos de Gilbert con piedras imán magnéticas y una introducción al nuevo campo del magnetismo. Esto despertó un gran entusiasmo e interés en este incipiente campo de experimentación. Sin embargo, muchos malinterpretaron este misterioso fenómeno. Johannes Kepler intentó aplicar la teoría para explicar el movimiento de los planetas, solo más tarde para ignorarlo.

Kepler jugó con la idea de que el sol era un gran imán cuyos campos afectaban las órbitas del planeta, luego lo descartó. Anton Mesmer pensó que quizás los imanes influyeron en el cuerpo humano, pensando que podrían crear una influencia magnética en las personas. Se especula que el trabajo de Anton acuñó la frase "magnetismo animal" y "mesmerismo".

De vuelta a la maquina

Wilkins habló sobre la dificultad de lograr el movimiento perpetuo. Consideró, en detalle, un dispositivo que Schott atribuye a menudo a Johannes Taisnierus. Este dispositivo constaba de dos rampas inclinadas, una bola de hierro y una piedra imán colocada en la parte superior. La piedra imán era un gran trozo de piedra natural encerrado en una bola de hierro.

La bola fue arrastrada por la rampa hacia la piedra imán, donde luego cayó por un agujero hacia una rampa más baja. Desde aquí, rodó hacia abajo a través de otro agujero de regreso a la rampa recta donde fue detenido nuevamente. Este concepto básico obviamente necesitaba más trabajo y refinamiento. ¿Cómo se evita, por ejemplo, que el imán mantenga la bola en su lugar en la rampa? Sería difícil para nosotros hoy entender por qué este dispositivo se tomó en serio en ese momento. Incluso hoy en día, este concepto básico todavía se considera para las soluciones de movimiento perpetuo contemporáneas, los llamados motores magnéticos.

Wilkins consideró el dispositivo y ofreció una discusión detallada y las dificultades prácticas del dispositivo. Su discusión consideró que una de las mayores dificultades era que la bola no caería hasta la rampa inferior sino que el imán la mantendría en su lugar. Quizás incluso ascendería desde la rampa inferior.

La máquina de Wilkin es un buen ejemplo de cómo debemos ser conscientes de que algunas propuestas podrían estar advirtiendo de la inutilidad de esta búsqueda.

El pájaro bebedor

Los pájaros bebiendo o bebiendo pájaros o pájaros insaciables como quieras llamarlos, son dispositivos bastante interesantes. Al principio, este puede parecer un buen competidor con su diseño diferente al de la mayoría de los "motores" de movimiento perpetuo. Estos atrevidos trucos de fiesta tienen una palanca en forma de pájaro que "toma" un trago y luego vuelve a la posición vertical y así sucesivamente.

¿Cómo está haciendo esto? De hecho, parece que está en movimiento perpetuo. El diseño básico de estos "juguetes" consiste en dos bombillas de vidrio unidas por un tramo de tubo de vidrio. Un poco más de la mitad del espacio dentro de las bombillas de vidrio y el tubo están llenos de líquido y sin aire, que generalmente es de color. Este líquido es típicamente diclorometano o cloruro de metileno, que tiene un punto de ebullición muy bajo.

Beber hasta el olvido

La cabeza suele estar cubierta de fieltro, que absorbe el agua mientras "bebe". La evaporación de esta agua reduce la temperatura de la cabeza, lo que hace que el diclorometano se condense en la sección de la cabeza. Esto crea una caída de presión en esa sección del aparato siguiendo la ley de los gases ideales. La presión más alta en el extremo de la cola empuja el líquido hacia el cuello, lo que hace que la parte superior de la sección de la cabeza sea pesada. A continuación, el pájaro que bebe gira y la cabeza toca el líquido. Mientras esto sucede, la sección de la cola se eleva por encima de la superficie del líquido.

La presión se iguala cuando una burbuja de vapor "caliente" se eleva desde la cabeza hasta la cola, desplazando el líquido a medida que avanza. Esto aumenta el peso de la cola y el ave vuelve a su posición vertical, lista para que todo el proceso comience de nuevo. Entonces, ¿es una máquina de movimiento perpetuo? Recuerde, ¿de dónde viene la energía? Esa es la temperatura ambiente del aire. No, esta no es una máquina de movimiento perpetuo, esto nos enseña a buscar siempre la fuente de energía si no es inmediatamente obvia.

Este es el final del camino - Galvatron

Ahí vas. Esperamos haberle dado una buena descripción del maravilloso mundo del movimiento perpetuo. Hemos explorado lo que necesitaría lograr una máquina de este tipo y hemos analizado algunas propuestas. Claramente, hay muchos otros ejemplos y te animamos a compartir los más extraños y salvajes que puedas encontrar.

La historia está llena de estafadores, vendedores de aceite de serpiente y algunas personas genuinas con intenciones altruistas. Debemos mantener la mente abierta al considerar propuestas futuras, pero tener en cuenta las afirmaciones anteriores. Quizás algún día las leyes de la física sean anuladas por una futura innovación en tecnología. Dicha tecnología debe investigarse a fondo en lugar de confiar en la palabra del creador, sabemos que nunca haría eso, por supuesto.

Hemos visto que probablemente se puede perdonar a la generación pasada por su aceptación de las afirmaciones pasadas de ejemplos prácticos. Nuestra comprensión del mundo que nos rodea es algo poco común en la historia de la humanidad. En el pasado, los menos honorables se han aprovechado de nuestra "necesidad" innata de perplejidad y esto debería servir como una advertencia para todos nosotros a medida que avanzamos. Manteniéndonos en el punto, todos deberíamos estar atentos a esta posibilidad pero disfrutar del entretenimiento de la "magia". La variedad es, de hecho, el condimento de la vida.

Así que puedes construir una máquina "en movimiento permanente", ponerla en movimiento suministrándole energía y luego ¿qué? Esa es toda la energía que podrá cosechar de él y no generará energía "nueva" para usted. Entonces, ¿cuál es el punto, seamos honestos, de las máquinas de movimiento perpetuo?

¡Esperamos que hayas disfrutado de este artículo! Agradecemos cualquier sugerencia de excelentes ejemplos de máquinas de movimiento perpetuo que pueda encontrar. ¿Por qué no intentar construir uno usted mismo?

Fuentes:LockHavenUniversity,Futurismo, Makezine, LiveScience

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