Lehetséges-e feltalálni az örökmozgót?
A fizika legfontosabb törvénye: az energia megmaradása

Ami lehetetlen

A Francia Tudományos Akadémia már 1775-ben egyszer s mindenkorra kijelentette, hogy szóba sem áll azokkal, akik az örökmozgó gép feltalálásával és leírásával fordulnak hozzá.
Bár azóta majdnem kétszáz év múlt el, mégis napról napra akadnak olyanok, akik "örökmozgó" szerkesztésére áldozzák idejüket, pénzüket és közben nemegyszer elveszítik értelmüket, elméjük épségét is.
Lássuk tehát, lehetséges-e olyan gépet készíteni, amely örökké mozog, ha egyszer elindítottuk, anélkül, hogy kívülről hajtani kellene valamiféle munkavégzéssel.
Bizonyos az, hogy egészen egyszerű szerkezettel (emelő, csavar, ék) kis erőt sok ezer kilogrammnyi erővé lehet átváltoztatni. De azt is megtárgyaltuk már, hogy hiába sokszorozom meg bármennyire is erőmet, ezáltal a munkavégzésben nem nyerek semmit. A legravaszabbul kieszelt géppel sem lehet több munkát végeztetni, mint amennyi munkát abba a gépbe belevittem.
Ez nem csupán elmélet, hanem méréseken, tényeken alapuló tapasztalat. Nagyon könnyű állításunkat méréssel ellenőrizni. Például rugós erőmérő megmutatja azt, hogy mekkora erővel forgatjuk a szőlőprés karját. Még egyszerűbb megmérni egy centiméterszalaggal a kar vége által megtett utat. A kettő szorzata adja a végzett munkát.
Hasonlóképpen megmérhetjük azt, hogy a csavar mekkora erővel nyomul előre ás mekkora úton át nyomja össze a szőlőt. A kettő szorzata a végzett munka.
Bármiféle gépen végezzünk is ilyen mérést, azt találjuk, a gépből sohasem sikerül több munkát kivenni, mint amennyit belefektettünk. Sőt: minden gép kevesebb hasznos munkát végez, mint amennyit működtetésére fordítottunk.
Miért?
Mert közben géprészek mozognak egymáson: súrlódnak egymáshoz. A súrlódás legyőzése pedig munkavégzést kíván. Ez a munkavégzés elvész számunkra. Ennyivel kevesebb lesz a gép által végzett hasznos munka.

Például ha a szőlőprés karjának forgatása közben 100 méterkilogrammsúly munkát végzünk, nagyon örülhetünk, ha ennek a munkának a felét visszanyerjük a csavar végén a szőlő összenyomása közben. Tehát a befektetett 100 méterkilogrammsúly munkának a fele a csavarmenetekben fellépő tekintélyes súrlódás legyőzésére szolgál. Hasznos munkára csak a befektetett munka (energia) másik felét tudom felhasználni. Ezt úgy mondjuk, hogy szőlőprésünk hatásfoka 50%.
És a többi 50% befektetett munkavégzés (energia) megsemmisült, elveszett?
Nem veszett el, mert munkavégzés, energia soha el nem veszhet, meg nem semmisülhet a természetben. Ez a látszólag elveszett energia nem azt a munkát végezte, amire fel akartam használni, nem a szőlőt préselte össze, hanem mint súrlódási munka felmelegítette a csavart, pedig nem ez volt a célom.
Ezt a tapasztalatunkat így mondhatjuk ki:

Bármilyen gép hajtására felhasznált energia ugyanannyi, mint a gép működése közben keletkezett különféle munkavégzések (energiák) összege.

Ez az energiamegmaradás törvénye.
Ez a fizika legáltalánosabb, legfontosabb törvénye, amelyet a természet minden jelenségére alkalmazni lehet, mert mindenütt energiaátalakulások történnek.
Energiát sem teremteni, sem megsemmisíteni nem lehet. Az energia egyszerűen van! Hozzányúlhatunk, felhasználhatjuk. Gépeinkben átváltoztathatjuk az egyik fajta energiát egy másik fajtává. Például erőműveinkben a szén égésekor felszabaduló energia egy része az elektromos áram energiájává változik.
Semmiféle eddig ismert jelenség során nem keletkezik több energia, de kevesebb se!
Minden munkavégzéskor, minden gép működése közben, a munkavégzés során nyert energiák összege pontosan annyi, mint a gép működtetésére fordított energia.
Lehetetlen tehát olyan gépet szerkeszteni, amelyből több energiát lehet kivenni, mint amennyit beléje fektettünk. A ravasz feltaláló úgy gondolkodik, hogy majd a megnövekedett energiát visszaviszi a gépbe. Így a gép önmagát hajtja és egyre több energiát termel.

Ez nevetséges!

De bezzeg nem találja annak az a feltaláló, aki például úgy tervezi meg energianövelő gépét, hogy egy elektromos áramot fejlesztő gép áramát belevezeti egy transzformátorba. A transzformátor majd felerősíti az áramot. A felerősített árammal motort forgat a feltaláló. A motor ennek következtében nagyobb erővel forgatja az áramfejlesztő gépet, amely most már több elektromos áramot termel, mint előbb adott.
Az ilyen feltaláló bizonyára sohasem hallott az energiamegmaradásról. Vagy csak hallott róla, de meg nem értette. Aminthogy csak hallott arról is, hogy a transzformátor felerősíti az áramot. Ez igaz! Hiszen az egyszerű gépek is megsokszorozzák az erőt. De nem sokszorozza meg a transzformátor sem a munkavégzést, a beléje vezetett elektromos energiát.
Sőt, mint minden gépben, a transzformátorban is veszteségek lépnek fel. A transzformátorból kevesebb energiát lehet kivenni, mint amennyit beléje vezettünk. Ez minden fajta gépre érvényes, még azokra is, amelyeket ezután találnak fel.
De meg lehet-e ezeket az egyszerű dolgokat magyarázni az ilyen fajta feltalálónak?
Általában nem. Sőt egyszerűen nem hiszik el az energiamegmaradás tételét sem. Hiszen csak egészen felületes ismereteik vannak. Általában sejtelmük sincsen, hogy mi különbség van az erő és a munka között. Így aztán megmaradnak rögeszméjük mellett. Néha el is készítik "örökmozgójuk" mintapéldányát. Tömérdek időt, fáradságot és pénzt ölnek bele, a gép mégsem megy! De rendületlenül hisznek benne, hogy még csak egy kis javításra van szükség, és az energiát korlátlanul termelő örökmozgó gépük megváltja a világot.

Ezt cáfoljuk meg!

De az még a jobbik eset, ha a "feltaláló" több energiát akar gépéből kihozni, mint amennyit belevitt. A tanulatlan feltalálók egy másik népes csoportja olyan gépet akar alkotni, amely működik, sőt energiát termel anélkül, hogy energiát használna fel.
Ugye, szinte hihetetlen, hogy ilyenek is akadjanak?
Várjunk csak kissé véleményünkkel, mert sokan igazán szellemesen gondolják el szerkezetüket, és nem olyan könnyű bebizonyítani nekik ötletük képtelenségét.

Kíváncsi vagyok rá, hogy az olvasók közül ki tudná megmagyarázni azt, hogy miért nem működik a következő, egyszerű örökmozgó (ábra).
Egy parafából készült korong vízszintes tengely körül foroghat. Képzeljük el, hogy ennek a parafa korongnak bal oldala, bal fele vízben van. Akkor erre a bal oldali részre hat a víz felhajtóereje. Ez a bal oldali rész könnyebb lesz, gondolja a feltaláló. A jobb oldali részre nem hat a víz felhajtóereje, mert az nincsen vízben. A jobb oldali rész súlya tehát megmarad. A feltaláló egészen természetesnek gondolja azt, hogy a keréknek vízbe merült oldala felemelkedik, a kerék forogni kezd.
De meg lehet-e valósítani azt, hogy a parafa korong egyik fele állandóan a vízben legyen?
Ennek semmi akadálya sincsen. Sőt, azt is megengedjük, hogy a parafa korong mozgását semmiféle súrlódás sem akadályozza.
Forog-e a parafa korong? Hiszen az iskolában azt tanulta a feltaláló, hogy a vízbe mártott test súlya kisebb. Ezért szerinte a kerék bal oldalának feltétlenül könnyebbnek kell lennie, a korongnak forognia kell.
És a korong mégsem forog, bármennyire nyilvánvaló is, hogy forognia kell - azok szerint, akiknek fizikai tudása felületes.
Hogyan lehetne a feltalálót meggyőzni arról, hogy nem fog forogni a korong?
Ha a feltaláló hisz az energiamegmaradásában, akkor könnyű a dolgunk. Tegyük fel, hogy valóban forog a korong. Kérdezzük meg a feltalálót, hogy eközben vesz-e észre valami változást? Kevesebb lesz a víz az edényben? Alább száll a víz szintje?
Nem! Semmi változás nem történik!
Akkor nincs energiaátalakulás sem. Ha pedig nincs energiaátalakulás, akkor nincs energia sem, ami forgassa a korongot, tehát a korong nem foroghat. - Ez az első pillantásra kimondható, ha elfogadjuk az energiamegmaradás elvét.

Igen ám - mondja a feltaláló - de arra a vízbe merülő parafa korong részre mégiscsak hat a víz felhajtóereje!
Nem igaz! A jelen esetben nincs semmiféle felhajtóerő, amely csökkentené ennek a korongfélnek a súlyát. Ez bizonyítható csakhogy kissé hosszadalmasabban (ábra). De az energiamegmaradás ténye azonnal alkalmazható.

A víz nyomása merőleges a nyomott felületre. A kerék kerületén ható nyomóerők a kerék tengelye felé irányulnak. Nem okozhatnak forgást.

Ez a példa jól mutatja, hogy az energiamegmaradás általános elve alapján könnyű dönteni minden esetben, de ha részleteiben akarjuk cáfolni a feltaláló elgondolását, ez néha kissé körülményesebb.
Az ilyen szellemesebb örökmozgók kigondolói rendszerint ismerik és el Is fogadják az energiamegmaradás törvényét, és azt állítják, hogy ők nem a semmiből akarnak energiát teremteni, hanem gépük egy eddig fel nem használt vagy eddig ismeretlen természeti energiát használ fel, például előző példánkban a víz felhajtóerejét, más alkalommal a nehézségi erőt stb.
Csak azt a csekélységet hagyják figyelmen kívül, hogy az erő egészen más valami, mint az energia.
De említettük már azt, hogy lehet a természetben eddig még fel nem fedezett energia, energiaforrás. Nem
bukkanhatnak-e ilyenre a feltalálók?
De igen! Sőt a történelemben nem is régen volt olyan eset, hogy világhírű tudósok fedeztek fel jelenséget, amikor látszólag a semmiből keletkezett az energia.
Ez 1898-ban történt, amiket a Curie (olv. Küri) házaspár a szurokércből kiválasztotta a rádiumot. Észrevették, hogy állandóan termeli a meleget, és közben nem tudták megállapítani a rádium súlyának a csökkenését. Azt gondolták, hogy valamilyen ismeretlen módon a környezetből gyűjti magába az energiát. Később kiderült, hogy nem onnét veszi, hanem a rádium anyaga fogy, atomjai bomlanak fel és így keletkezik a meleg. Az energiamegmaradás törvénye most is érvényesnek bizonyult.

És mégis van "örökmozgó"

Mégpedig az energiamegmaradás elve alapján lehet "örökmozgót" készíteni, sőt működnek is ilyenek!
"Örökmozgónak" tekinthetők azok a gépek is, amelyek a természet kiapadhatatlan energiáját használják fel. Így például a vízierőművek turbinái mindaddig forognak, amíg el nem kopnak. - Vannak órák, amelyeket nem kell felhúzni, mégis mindaddig járnak, amíg anyaguk bírja, mert a légnyomás változásai vagy a hőmérséklet-változások hajtják őket.
Ilyen ingyen energiát felhasználó, örökké működő, célunknak megfelelő energiát szolgáltató gépeknek tekinthetők azok a szerkezetek, amelyek a napsugárzás energiáját fűtésre használják vagy elektromos áramot keltenek vele.

Gyakorlatilag "örök" energiaforrás a napsugárzás. Az ábráról leolvashatjuk, hogy nálunk évi átlagban mennyi energiát sugároz a Nap 1 m2 vízszintes földfelületre.

Ilyen járható területeken is tág működési terük van a feltalálóknak.
Foglaljuk össze az elmondottakat.
Olyan örökmozgó, amely valamiféle energia felhasználása nélkül működnék - lehetetlenség.
Lehetetlen olyan gép is, amely több energiát szolgáltatna vissza, mint amennyit hajtására fordítottunk. Ennek a két fajta lehetetlen gépnek szerkesztésével foglalkoznak a kevés fizikai tudással rendelkező "feltalálók".
De lehetséges az olyan "örökmozgó", amely a természetben kimeríthetetlen bőségben levő energiákat alakítja át számunkra hasznos munkavégzéssé, egyre jobb hatásfokkal és egyre olcsóbb berendezéssel.


Felhasznált irodalom