Kniha: Úžasný svět techniky U6 - Jak funguje svět - Radek Chajda; Kamila Teslíková

PERPETUUM MOBILE

EXPERIMENT

JSEM OBĚŤ

VĚDECKÉHO

POKROKU!

... A DOBŘE

VYMYŠLENÉ

PRACOVNÍ

SMLOUVY.

ZAČNETE

JEDNODUCHÝM

POKUSEM, KTERÝ NÁZORNĚ

UKÁŽE, ŽE NĚKTERÉ PROCESY

MOHOU SKUTEČNĚ PROBĚHNOUT

AUTOMATICKY. PŘIJDETE

NA TO, JAK TENTO TRIK

FUNGUJE?

AUTOMATICKÝ UZEL

POTŘEBY: látkový šátek, vaše ruce

POSTUP:

1. Nejprve klasicky zkřižte ruce na prsou.

Prsty každé ruky musí procházet

ohbím druhé ruky.

2. Do takto zkřížených rukou uchopte

šátek za dva protilehlé rohy.

3. Nyní ruce roztáhněte od sebe a přitom

stále držte šátek.

4. Přestože jste žádný uzel nezavazovali,

uprostřed šátku se jeden objeví.

ZAJÍMAVOST

Proč nebude voda sama stále

vytékat trubicí z tohoto poháru

zase zpět, jak si to představo

val jeden vynálezce? Ve  stejné

hloubce pod hladinou je vždy

stejný tlak bez ohledu na  šířku

nádoby. Voda by tedy v úzké čás

ti, přestože skutečně váží méně,

nemohla vystoupit do větší výš

ky než v  poháru. Platí zde prin

cip spojených nádob, v  nichž je

vždy hladina ve stejné výšce.

Ano, pane, ale proč?

A perpetuum mobile druhého

druhu budete vy, pane?

To nezvládnu, pane!

Jakpak to?

Jsem připraven, pane!

Sem s ním!

Ducháčku mám pro vás zajímavý úkol!

Začněte mne obíhat.

Budete znázorňovat perpetuum

mobile prvního druhu!

Nikoliv, Ducháčku! Tu čest budete

mít opět vy!

Protože budete stále v pohybu,

a abychom neporušili zákon zacho vání

energie, přestanete dostávat

i příděly jídla!

Ale zvládnete! Během se zahřejete a své tělesné

teplo předáte kolem proudícímu médiu, tedy vzdu

chu. A vzhledem k tomu, že Vaši pracovní smlouvu

jste podepsal navždy, budete běhat a hřát

po stejnou dobu. Navždy!

VYROBTE SI VLASTNÍ POKUSNÉ

PERPETUUM MOBILE

EXPERIMENT

POTŘEBY: nástěnkové magnety, dvě krabičky od zubní pasty, tužka, kus kartonu, izolepa POSTUP: 1. Z kartonu a krabiček od zubní pasty vyrobte stojánek podle obrázku. 2. V horní části krabiček provrtejte nůžkami vodorovné otvory na osu utáčení. 3. Z kartonu vystřihněte kruh a po jeho obvodu nalepte izolepou magnety. Musí být všechny natočeny stejným pólem ven. 4. Uprostřed kotouče propíchněte otvor a nasaďte jej na tužku procházející stojanem. 5. K jedné noze stojanu přilepte v úrovni magnetů držáček z kartonu, na němž bude jeden magnet připevněn šikmo k ostatním magnetům. 6. Roztočí se kolo vašeho zařízení díky odpudivé síle magnetů?

TOVÁRNÍKŮV KVÍZ

1. Kterými póly se budou dva magnety přitahovat?

a) severním a jižním

b) severním a severním

c) jižním a jižním

2. Které z těchto zařízení může zvětšit působící sílu?

a) pevná kladka

b) páka

c) ložisko

3. Mezi jakými tělesy může probíhat tepelná výměna?

a) jen mezi stejně teplými tělesy

b) mezi teplým a studeným tělesem

c) mezi různě velkými tělesy

4. Když roztočíte kolo na vašem jízdním kole, po chvíli

se zastaví. Kam se poděla jeho energie?

a) změnila se na teplo

b) spotřebovala se na vytvoření elektrického náboje

c) změnila se v tření

(ŘEŠENÍ: 1a, 2b, 3b, 4a)

(ŘEŠENÍ: Jára Cimrman

Datum mého narození není přesně známo. Narodil jsem se

ve Vídni mezi lety 1869 a 1874.

Své stáří jsem strávil v Liptákově.

Byl jsem jedním z největších spisovatelů, dramatiků, básníků,

učitelů, filozofů, vynálezců a sportovců své doby.

Konstruoval jsem průplavy, vzducholodě, vynalézal třaskavi

ny, jsem autorem CD, dvoudílných plavek a  principu inter

netu.

Inspiroval jsem mnoho světových velikánů, jejich nápady po

cházejí ve skutečnosti ode mne.

Známý je můj výrok „Budoucnost patří aluminiu.“

Jsem fiktivní postavou vytvořenou herci a  scénáristy Zdeň

kem Svěrákem, Ladislavem Smoljakem a Jiřím Šebánkem.

HÁDEJ, KDO JSEM!

Historický příklad perpetua mobile je

na obrázku. Voda vytéká z nádrže, po

hání vodní kolo a  dopadá do  spodní

nádrže. Odtud ji čerpá zpět do  horní

nádrže Archimedův šroub poháněný

převodem od  vodního kola. Voda tak

má stále obíhat v  uzavřeném okruhu.

Odhlédneme-li od  ztrát způsobených

třením, z klesající vody můžeme získat

maximálně tolik energie, kolik se spo

třebuje k  jejímu vyzdvižení do  stejné

výšky.

Názvem „perpetuum mobile“, což latinsky znamená „věčný po

hyb“, označujeme hypotetický stroj, který se neustále pohybuje, aniž

by mu byla dodávána energie. Naopak je sám schopen pohánět další

zařízení. Perpetuum mobile by vyřešilo všechny problémy související

s pohonem, není proto divu, že bylo odedávna snem vynálezců. Bo

hužel však nedostižným snem, věc má totiž háček – funkce tohoto

zařízení by byla v rozporu s fyzikálními zákony. Přesto stále nedává

spát mnoha vědeckým snílkům, vždyť by to bylo tak krásné!

Podle toho, který fyzikální zákon porušují, rozlišujeme perpetuum

mobile prvního a druhého druhu. Perpetuum mobile prvního druhu

porušuje zákon zachování energie, podle něhož nemůžeme energii

získat z ničeho. Energie se vždy jen přeměňuje na jiné druhy energie.

Perpetuum mobile druhého druhu je v  rozporu s  druhým termo

dynamickým zákonem, není možné z jednoho tělesa donekonečna

odebírat teplo.

JAK TO FUNGUJE?

DUCHÁČKOVY

ZAJÍMAVOSTI

SESTROJIT PERPETUUM

MOBILE JE STÁLE

OBROVSKÁ ZÁHADA.

Také jsem zkoušel sestrojit perpetuum mobile. Šel jsem

na  to chytře. Ze školy přece vím, že čím je páka delší,

tím menší silou na ni stačí působit k vyvolání stejného

otáčivého účinku. Proto jsem po obvodu kola ve svém

zařízení umístil páky, které se mohou v zubech naklápět

na  jednu stranu. Na  jejich konci jsou závaží. Na  jedné

straně kola jsou páry vyklopeny tak, že jsou závaží dál

od  středu otáčení než na  druhé straně, kde se vlastní

vahou sklopí blíž k ose. Pořád nemůžu přijít ne to, proč

se kolo nechce točit.

Některá zařízení se mohou do

konce na  první pohled jevit jako

fungující ukázka perpetua mobi

le. Je to tím, že jejich zdroj ener

gie není na  první pohled zřejmý.

Jedná se často o  taková zařízení

s  malou spotřebou energie, jako

jsou hodiny. Stačí jim k  pohonu

například drobné změny teploty

nebo tlaku vzduchu (do této sku

piny patří třeba hodiny Atmos).

Znáte termodynamické zákony? Podle prvního z nich je celková energie izolova

ného systému konstantní. Energie tedy nemůže vzniknout ani zmizet, může se

pouze přeměňovat na jiné formy energie, například mechanická energie na teplo.

Druhý termodynamický zákon nám říká, že vždy teplejší těleso předává část své

ho tepla studenějšímu při tepelné výměně. Ta končí tak, že se teploty obou těles

vyrovnají.

A ještě třetí termodynamický zákon dodává, že čistou pevnou látku není možné

jakýmkoliv konečným pochodem ochladit na absolutní nulu.

Občas se objevila senzační oznámení, že

se některému vynálezci podařilo sestro

jit perpetuum mobile. Nakonec se však

vždy ukázalo, že podváděl, například ně

která osa byla nenápadně vyvedena ven

ze stroje a někdo jí otáčel, nebo byl pou

žit nějaký rafinovanější zdroj energie. Bez

něj to však nikdy nešlo.

DUCHÁČKŮV TAHÁK