Od niepamiętnych czasów ludzie marzyli i marzą o otrzymaniu czegoś za darmo, jedni o bezpłatnym piwie, inni o wygranej w kasynie, a jeszcze inni o energii z próżni. Poszukiwanie „wolnej energii”, jako nieznanych dotąd jej źródeł jest rzeczą chwalebną. Z pewnością istnieją zasoby energii wokół nas, o których istnieniu nie mamy nawet pojęcia. Należy więc rozdzielić długą listę wynalazków maszyn o sprawności powyżej 100% od pomysłów wykorzystania nietypowych źródeł mocy.
Wieczny silnik, czyli perpetuum mobile
Chociaż nikomu nie udało się zbudować maszyny, która wytwarzałaby więcej energii, niż jej zużywa, to jednak tego rodzaju wynalazki dzielą się na dwa rodzaje, wśród których można wyróżnić rożne typy.
- Perpetuum mobile pierwszego rodzaju jest samonapędzającym się mechanizmem, który wykonuje pracę bez pobierania energii zewnętrznej albo wytwarza więcej energii niż sam zużywa. Hipotetycznie, ponieważ zasada zachowania energii, a w wersji termodynamicznej I. zasada termodynamiki zupełnie się z tym nie zgadzają.
- Perpetuum mobile drugiego rodzaju zamienia (również hipotetycznie) energię cieplną na mechaniczną bez wzrostu całkowitej entropii. Taki silnik o sprawności 100%, który nie oddaje ciepła do otoczenia, narusza II. zasadę termodynamiki.
Mechaniczny wieczny silnik
Jeden z pierwszych modeli perpetuum mobile. Na lewo od osi obrotu znajduje się więcej ciężarków, niż z prawej strony. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że lewa strona zawsze będzie cięższa, zmuszając koło do obrotu. Na górze ciężarki opadają na lewo i ruch trwa wiecznie. Przy bardziej uważnej obserwacji widać jednak, że chociaż ciężar z prawej strony jest mniejszy, to działa na większym ramieniu i właśnie ta strona może przeważyć. W rzeczywistości, prawda jak zwykle leży pośrodku: ciężary z obu stron zrównoważą się i koło – trochę się pokręciwszy – po prostu się zatrzyma.
Pływakowy wieczny silnik
Bogowie zmusili Syzyfa taszczyć pod górę kamień, który wyrywa się i toczy w dół. Wynalazcy pływakowego silnika doszli do wniosku, że prawo Archimedesa może pracować nie gorzej niż ukarany przez bogów król Koryntu.
Połączone w łańcuch pływaki wypływają w wodzie, a na powietrzu opadają pod działaniem siły ciężkości, obracając połączone z nimi koła. Dobrze to wygląda, jest tylko mały problem: wchodząc w wodę pływaki muszą pokonać jej opór i poruszyć cały łańcuch, aby zrobić dla siebie miejsce. Do tego potrzeba dokładnie tyle energii, ile „wytwarza” silnik. Jak widać, bez pomocy bogów i pływak na górę nie popłynie.
Kapilarny wieczny silnik
Siła ciężkości nie daje spokoju wielu wynalazcom wiecznych silników. Gdyby tak w prosty sposób pokonać ją bez straty energii, a potem zrzucić podniesiony ciężar, to na wyjściu pojawiłaby się „bezpłatna” praca. Na przykład, można zmusić wodę, aby podnosiła się z basenu do stojącego na podwyższeniu zbiornika na zasadzie efektu kapilarnego.
Stamtąd będzie wypływać z powrotem do basenu i obracać koło. Rzeczywiście, w rurkach kapilarnych woda sama podnosi się do określonej wysokości, ale kapać do górnego zbiornika nie zacznie – ciecz utrzymuje w rurce ten sam efekt, który wyniósł ją z basenu.
Demon Maxwella
Hipotetyczną istotę myślącą, małego demona, który siedzi w naczyniu z gazem przedzielonym przegrodą i podnosi ją, aby przepuścić szybko poruszające się cząstki tylko z lewej strony na prawą, a cząstki powolne - z prawej na lewą, wymyślił człowiek skrajnie daleki od wiecznych silników. Wielki szkocki fizyk James Clerk Maxwell nawet nie przypuszczał, że wynalazcy perpetuum mobile po swojemu ocenią potencjał demona z jego eksperymentu myślowego.
Oczywiście, zamiast mitycznej istoty wymyślali oni najróżniejsze mechanizmy, z nanosilnikami włącznie, ale wynik pozostawał niezmienny: nikomu nie udało się doprowadzić do tego, aby w jednej części naczynia cząsteczki poruszały się szybciej niż w innej, a z utworzonej różnicy temperatur i ciśnienia powstała energia. Bardzo atrakcyjny schemat wymyślony przez Maxwella z pewnością może działać ale tylko w obecności prawdziwego demona. Bez niego do sortowania molekuł trzeba wydatkować energię, przez co cały pomysł traci sens.
Wieczny zegar
W 1864 roku nowozelandzki matematyk i astronom Artur Beverly zbudował zegar, który bez nakręcania chodzi po dziś dzień. Tak naprawdę, kilka razy zatrzymywano go konserwacji, a raz sam się zatrzymał, ale potem znowu zaczął odmierzać czas. Jego budowa jest bardzo prosta. W zbiorniku z olejem i powietrzem znajduje się pływak, który unosi się i opuszcza wraz ze zmianą poziomu oleju.
Ruch pływaka nakręca sprężynę zegara. Wszystkie zasady fizyki są tutaj dokładnie zachowane, ale mimo wszystko zegar Beverly’ego nie jest wiecznym silnikiem. On niepostrzeżenie dokarmia się energią z otaczającego środowiska –poziom oleju zmienia się w zależności od ciśnienia atmosferycznego i temperatury.
Generator Johna Bedini’ego
W 1984 roku amerykański elektryk John Bedini zamocował na kole magnesy, postawił obok cewkę indukcyjną i parę akumulatorów. Kiedy magnes zbliżał się do cewki, wzbudzał w niej prąd elektryczny, ładujący akumulator. A kiedy oddalał się, układ elektroniczny włączał drugi akumulator, który pobudzał zwojnicę, odpychał magnes i pokręcał kołem.
Po pewnym czasie baterie zamieniano miejscami. Bedini twierdzi, że ładowanie akumulatorów odbywa się, a koło może wykonywać dodatkową pracę kosztem „wolnej energii”, nieznanego nauce rodzaju. W praktyce koło zatrzymuje się, co było do przewidzenia, ale z dobrymi bateriami może kręcić się dostateczne długo, aby przekonać dyletantów do zakupu zestawu do montażu wiecznego silnika w warunkach domowych. Jak widać, trudno jest w współczesnym świecie o darmową energię, ale poszukiwania nowych jej źródeł mają jak najbardziej i sens, i przyszłość.
