Mengapa mesin yang bergerak terus-menerus (abadi) tidak pernah berfungsi? - Netta Schramm

Simak materi selengkapnya: http://ed.ted.com/lessons/why-don-t-perpetual-motion-machines-ever-work-netta-schramm

Mesin gerak abadi - Alat yang dapat bekerja tanpa batas waktu tanpa sumber energi eksternal - telah menangkap imajinasi banyak penemu karena mereka dapat sepenuhnya mengubah hubungan kita dengan energi. Hanya ada satu masalah: tidak berfungsi. Kenapa tidak? Netta Schramm menggambarkan perangkap mesin gerak abadi.

Materi oleh Netta Schramm, animasi oleh TED-Ed.

Sekitar tahun 1159 Masehi,

Seorang matematikawan bernama
Bhaskara the Learned

membuat sketsa untuk sebuah roda
yang mengandung

penyimpanan merkuri yang melengkung.

Alasannya adalah
saat roda berputar,

merkuri akan mengalir ke dasar
setiap penyimpanan,

menyebabkan satu sisi roda
lebih berat dari sisi yang lain.

Ketidakseimbangan ini akan membuat
roda berputar selamanya.

Gambar Bhaskara adalah salah satu
desain paling awal

untuk mesin yang bergerak selamanya,

alat yang dapat bekerja tanpa batas waktu,
tanpa sumber energi eksternal.

Bayangkan sebuah kincir angin
yang menghasilkan angin sepoi-sepoi

yang dibutuhkan untuk terus berputar.

Atau bola lampu yang memberikan
cahaya listriknya sendiri.

Alat-alat ini telah menginspirasi banyak
imajinasi para penemu

karena mereka bisa mengubah
hubungan kita dengan energi

Contohnya, jika kamu dapat membangun
sebuah mesin gerak abadi

yang melibatkan manusia di dalam
sistem yang sangat efisien,

itu bisa menopang kehidupan
tanpa batas.

Hanya ada satu masalah.

Alat ini tidak berkerja.

Semua ide untuk mesin gerak abadi

melanggar satu atau lebih
hukum dasar termodinamika,

ilmu fisika yang menjelaskan hubungan

di antara berbagai bentuk energi.

Hukum pertama termodinamika mengatakan
bahwa energi tidak dapat diciptakan

atau dihancurkan.

Kamu tidak bisa mengeluarkan
lebih banyak energi

daripada yang kamu masukkan.

Hal ini langsung mengesampingkan
ide dari mesin gerak abadi

karena sebuah mesin hanya dapat
menghasilkan energi

sebanyak yang dikonsumsinya.

Tidak akan ada yang tersisa untuk
menyalakan mobil atau mengisi daya HP.

Tetapi bagaimana jika kamu menginginkan
mesin itu untuk terus bergerak?

Penemu telah mengajukan banyak ide.

Beberapa di antaranya merupakan variasi
pada roda Bhaskara yang terlalu seimbang

dengan bola menggelinding
atau beban di lengan ayun.

Tidak satu pun berhasil.

Bagian yang bergerak membuat salah satu
sisi roda menjadi lebih berat

juga menggeser pusat massanya ke bawah
di bawah sumbu.

Dengan pusat massa yang rendah,

roda hanya berayun maju mundur
seperti pendulum,

lalu berhenti.

Bagaimana dengan pendekatan yang berbeda?

Pada abad ke-17, Robert Boyle
datang dengan sebuah ide

untuk pot yang menyirami sendiri.

Dia berteori bahwa "aksi kapiler",

sebuah daya tarik
antara cairan dan permukaan

yang menarik air melalui tabung tipis,

mungkin membuat air tetap berputar
di sekitar mangkuk.

Tetapi jika "aksi kapiler" cukup kuat
untuk melawan gravitasi

dan menarik air ke atas,

itu juga akan mencegahnya jatuh
kembali ke dalam mangkuk.

Lalu ada versi dengan magnet,
seperti jalur landai ini.

Bola seharusnya ditarik
ke atas oleh magnet di bagian atas,

jatuh kembali melalui lubang,

dan mengulangi siklusnya.

Yang ini gagal karena seperti
pot yang menyirami sendiri,

magnet hanya akan menahan
bola di atas.

Bahkan jika itu terus bergerak,

kekuatan magnet
akan menurun seiring waktu

dan akhirnya berhenti bekerja.

Agar setiap mesin ini terus bergerak,

mereka harus menciptakan energi ekstra

untuk mendorong sistem
melewati titik perhentiannya,

dan melanggar hukum pertama termodinamika.

Ada yang sepertinya terus berjalan,

tetapi pada kenyataannya,
mereka selalu menarik energi

dari suatu sumber eksternal.

Bahkan jika para insinyur mampu
merancang sebuah mesin

yang tidak melanggar hukum pertama
termodinamika,

itu tetap tidak akan berhasil
di dunia nyata karena hukum kedua.

Hukum kedua termodinamika

memberi tahu kita bahwa energi cenderung
menyebar melalui proses seperti gesekan.

Mesin asli apapun pasti
memiliki bagian yang bergerak

atau interaksi dengan udara
atau molekul cair

yang akan menghasilkan
sedikit gesekan dan panas,

bahkan di ruang hampa.

Panas itu adalah energi yang keluar,

dan itu akan terus keluar,

mengurangi energi yang tersedia
untuk menggerakkan sistem itu sendiri

sampai mesin akhirnya berhenti.

Sejauh ini, dua hukum termodinamika ini

telah menghalangi setiap gagasan
untuk gerakan abadi

dan impian untuk menghasilkan energi yang
sangat efisien yang mereka inginkan.

Namun sulit untuk mengatakan
secara meyakinkan

kita tidak akan pernah menemukan
mesin yang bergerak abadi

karena masih banyak yang belum
kita pahami tentang alam semesta.

Mungkin kita akan menemukan
bentuk materi baru yang eksotis

yang akan memaksa kita untuk
meninjau kembali hukum termodinamika.

Atau mungkin ada gerakan abadi
pada skala kuantum kecil.

Apa yang bisa kita yakini
secara masuk akal adalah

kita tidak akan pernah berhenti mencari.

Untuk saat ini, satu hal yang tampaknya
benar-benar abadi adalah pencarian kita.