Perpetuum mobile nefunguje, protože energii nelze vyrobit z ničeho

Stroj, který by pracoval věčně a nic nespotřeboval, neexistuje a existovat nemůže. Brání mu zákon zachování energie a druhý termodynamický zákon, které platí pro každé zařízení od hodinek po elektrárnu. Přesto se perpetuum mobile objevuje v historii, v pohádkách o volné energii i v internetových videích. Rozlišit skutečnou fyziku od zdání pomáhá několik jasných příkladů.

Co perpetuum mobile slibuje

Pojem znamená „věčný pohyb“. Takový stroj by konal užitečnou práci, třeba pohánět generátor, a přitom by z okolí nic nebral. Slibuje tedy energii zdarma a bez konce.

Nápad láká vynálezce od středověku. Nesčetné konstrukce s koly, kuličkami nebo magnety ale vždy selhaly, a to z týchž důvodů.

Perpetuum mobile prvního druhu

Takové zařízení by vytvářelo víc energie, než dostává, tedy z ničeho. Odporuje to zákonu zachování energie: energie se jen přeměňuje z jedné formy na jinou a celkové množství se nemění. Pokud generátor vyrábí elektřinu, musí ji odněkud dostat.

Příklad: kolo s kuličkami, které se v jedné polovině kutálejí dál od osy. Každé ramínko by mělo být pomocníkem, jenže když se spočítá celková rovnováha momentů, vždy se vyruší.

Perpetuum mobile druhého druhu

Tento stroj by teplo z okolí, například z oceánu, přeměnil na práci beze zbytku. Energie by přitom zůstala zachována, takže první zákon neporušuje. Naráží ale na druhý termodynamický zákon: teplo samo nepřechází ze studeného tělesa na teplejší a žádný tepelný stroj nemá účinnost sto procent.

Část energie se při práci vždy rozptýlí jako teplo. To je důvod, proč se motor zahřívá a proč nelze nic vyrobit bez ztrát.

Kdy stroj jen vypadá, že běží věčně

Některá zařízení fungují dlouho, ale energii berou zvenčí. Hodiny na baterii, solární lampa nebo historické hodiny poháněné kolísáním atmosférického tlaku nejsou perpetuum mobile, protože zdroj energie existuje, jen je méně viditelný.

Planety obíhají Slunce miliardy let, protože ve vesmíru nemají velký odpor. Nekonají však užitečnou práci a Měsíc se vlivem slapového tření vzdaluje a Země zpomaluje. Podobně proud v supravodivé smyčce může téct dlouho, ale nelze z něj trvale odebírat energii.

Proč vynálezci selhávají

Skutečné stroje mají tření, odpor vzduchu a ztráty v ložiskách. Každé z nich odebírá energii a mění ji na teplo. Chyby měření také snadno vytvoří dojem zisku, třeba když se nezapočítá energie z přívodu nebo z baterie.

Odpověď je vždy stejná: někde energie vstupuje, nebo se jen zdá, že vzniká. Úřady proto přihlášky věčného pohybu odmítají jako neproveditelné.

Jak poznat podvodnou demonstraci

Zeptejte se tří věcí. Kam energie vstupuje? Co se měřilo a jakými přístroji? Může to někdo nezávisle zopakovat? Pokud na kteroukoli otázku autor odpovídá vyhýbavě, nejde o objev.

Nabídky „generátorů volné energie“ často slouží k vylákání peněz od investorů a kupujících. Nic takového neslibuje fyzika, a proto se řiďte jen ověřitelnými údaji.

Zdroje

• Fyzikální ústav Akademie věd České republiky
• Jednota českých matematiků a fyziků