Porque é que as máquinas de movimento perpétuo não funcionam? — Netta Schramm

Vejam a lição completa: http://ed.ted.com/lessons/why-don-t-perpetual-motion-machines-ever-work-netta-schramm

As máquinas de movimento perpétuo — aparelhos que podem trabalhar indefinidamente sem qualquer fonte de energia exterior — captaram a imaginação de muitos inventores porque podiam transformar totalmente a nossa relação com a energia. Só há um problema: não funcionam. Porquê? Netta Schramm descreve os imprevistos das máquinas de movimento perpétuo.

Lição de Netta Schramm, animação de TED-Ed.

Por volta do ano de 1159 d.C.,

um matemático chamado
Bhaskara, o Erudito,

esboçou um plano para uma roda

que continha reservatórios
curvos de mercúrio.

Pensava que, quando a roda girasse,

o mercúrio juntar-se-ia
no fundo de cada reservatório,

e um dos lados da roda ficaria
sempre mais pesado do que o outro.

Esse desequilíbrio manteria
a roda a girar eternamente.

O desenho de Bhaskara
foi um dos primeiros modelos

para uma máquina de movimento perpétuo.

um aparelho que pode
funcionar indefinidamente

sem qualquer fonte de energia exterior.

Imaginem um moinho que produz a brisa
de que necessita para continuar a girar.

Ou uma lâmpada elétrica cujo brilho
fornece a sua própria eletricidade.

Estes aparelhos captaram a imaginação
de muitos inventores,

porque podiam transformar
a nossa relação com a energia.

Por exemplo, se pudéssemos construir
uma máquina de movimento contínuo,

que incluísse os seres humanos
no seu sistema perfeitamente eficaz,

podia manter a vida indefinidamente.

Só que há um problema.

Não funcionam.

As ideias para as máquinas
de movimento perpétuo

violam uma ou mais leis
fundamentais da termodinâmica,

o ramo da física que descreve a relação

entre diferentes formas de energia.

A primeira lei da termodinâmica

diz que a energia não pode
ser criada nem destruída.

Não podemos obter mais energia
do que aquela que introduzimos.

Isto afasta a possibilidade de uma máquina
útil de movimento perpétuo

porque uma máquina só pode produzir
a mesma energia que consome.

Não sobraria nenhuma para alimentar
um carro ou um telemóvel.

E se só quiséssemos que a máquina
continuasse a mover-se?

Os inventores propuseram
muitas ideias.

Algumas delas foram variantes
da roda em desequilíbrio de Bhaskara

com rolamentos ou pesos
em braços basculantes.

Nenhuma delas funciona.

As partes móveis que tornam
um dos lados da roda mais pesados

também deslocam o centro de gravidade
para baixo do eixo.

Com um centro de gravidade baixo,

a roda apenas anda para trás
e para a frente. como um pêndulo,

e depois para.

E se for uma abordagem diferente?

No século XVI, Robert Boyle
teve uma ideia

para um vaso que se regasse
a si mesmo.

Desenvolveu a teoria
de que a ação capilar

— a atração entre o líquido
e a superfície

que puxa a água através de finos tubos

podia manter a água a circular
em volta do vaso.

Mas se a ação fosse bastante forte
para ultrapassar a gravidade

e obrigar a água a subir,

também a impediria
de voltar a cair mo vaso.

Depois há versões com ímanes,
como este conjunto de rampas.

A bola seria atraída para cima
pelo íman que está no topo,

cairia pelo buraco

e repetiria o ciclo.

Esta também fracassa, tal como
o vaso que se rega a si mesmo,

porque o íman reteria a bala no topo.

Mesmo que, apesar de tudo,
se mantivesse em movimento,

a força do íman degradar-se-ia
com o passar do tempo

e acabaria por deixar de funcionar.

Para cada uma destas máquinas
se manter em movimento

teriam de criar qualquer energia extra

para alimentar o sistema
para além do ponto de paragem,

quebrando a primeira lei
da termodinâmica.

Algumas parecem continuar a funcionar

mas, na realidade, acabam por
mostrar que vão buscar energia

a qualquer fonte exterior.

Mesmo que os engenheiros
conseguissem projetar uma máquina

que não violasse a primeira lei
da termodinâmica,

ainda assim não funcionaria
no mundo real, por causa de segunda lei.

A segunda lei da termodinâmica

diz-nos que a energia tende a dissipar-se

através de processos
como a fricção.

Qualquer máquina real
teria partes em movimento

ou interações com moléculas
de ar ou de líquidos

que gerariam pequenas
quantidades de fricção e de calor,

mesmo num ambiente de vácuo.

Esse calor é energia que se escapa

e continuará a escapar-se,

reduzindo a energia disponível
para manter o sistema em movimento.

até que a máquina pararia
inevitavelmente.

Até agora, estas duas leis
da termodinâmica

entravaram todas as ideias
para o movimento perpétuo

e os sonhos de gerar energia

de modo perfeitamente
eficaz que implicam.

Mas é difícil de dizermos com certeza

que nunca descobriremos
uma máquina de movimento perpétuo

porque ainda há muita coisa
que não entendemos no universo.

Talvez venhamos a encontrar
novas formas exóticas de matéria

que nos forcem a rever as leis
da termodinâmica.

Ou talvez haja movimento perpétuo

numa escala de minúsculos quanta.

Aquilo que podemos
razoavelmente ter a certeza

é que nunca deixaremos de procurar.

Por agora, a única coisa que parece
realmente perpétua é a nossa procura.