Moto perpetuo
Sono possibili le macchine a moto perpetuo?
Vi sembrerà strano trovare un articolo sul moto perpetuo nella sezione di Fisica, tuttavia la trattazione di questo argomento aiuta a provare ancora un volta la validità delle teorie attuali.
Fin dai tempi più remoti l'uomo è stato affascinato nel cercare di inventare macchine in grado di produrre tanta energia quanta ne veniva consumata.
Lo stesso Leonardo da Vinci disegnò diversi progetti di macchine che, secondo i suoi calcoli, erano in grado di produrre energia gratuita, anche se poi alla fine compì studi volti a dimostrarne l'impossibilità.
Il primo principio della termodinamica, enunciato da R. Clausius nel 1865, sancisce che l'energia può essere convertita da una forma in un'altra ma non può essere né creata né distrutta.
Quindi una forma di energia (ad esempio l'energia cinetica) può essere trasformata in una moltitudine di forme di energia ma non può essere né creata né distrutta.
La natura privilegia un solo verso per la trasformazioni energetiche
Azionando il freno, un autobus si ferma e il disco del freno si riscalda; ma per quanto calore forniamo al freno non sarà mai possibile rimettere in movimento l'autobus.
La natura privilegia infatti un solo verso per la trasformazioni energetiche. Se fosse possibile convertire interamente il calore in lavoro si potrebbe realizzare un moto perpetuo, ovvero un regime di funzionamento di una macchina in cui viene creata energia in contraddizione con i principi della termodinamica.
Ma è possibile il moto perpetuo?
Facciamo delle piccole considerazioni e vediamo perché il moto perpetuo non è possibile e contraddice i principi fondamentali della termodinamica.
Consideriamo una nave: se il suo motore fosse a moto perpetuo potrebbe navigare all'infinito: il motore potrebbe assorbire il calore dal mare e lo potrebbe trasformare in lavoro, quindi in moto.
L'attrito della carena della nave con l'acqua permetterebbe di restituire al mare il calore precedentemente sottratto; in queste condizioni il bilancio energetico sarebbe nullo e l'energia sarebbe conservata.
Le macchine termodinamiche assorbono una certa quantità di calore (pensate al motore di una vecchia locomotiva a vapore che funziona con il calore fornito da una caldaia a carbone), ma solo una parte viene trasformata in lavoro, mentre la restante si degrada; è per questo è motivo che è impossibile ottenere un moto perpetuo.
Al riguardo, nel Trattato sulla termodinamica del 1945, il fisico tedesco Max Planck, padre fondatore della fisica quantistica e premio Nobel per la Fisica, afferma che: "è impossibile ottenere il moto perpetuo per via meccanica, termica, chimica, o qualsiasi altro metodo, ossia è impossibile costruire un motore che lavori continuamente e produca dal nulla lavoro o energia cinetica".
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