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"Perpetual motion" doesn't actually imply "making energy from nothing", because machines which produce energy from environmental conditions (solar cells, windmills, etc), even while having a "low" efficiency, require near-to-zero operator feedback (maintenance, propellent, etc).

In this article (one day I'll translate it) I discuss some concepts.
Per molto tempo il termine "moto perpetuo" è stato sinonimo dell'impossibilità di cavare energia dal nulla.

Occorre però osservare che il significato letterale del termine "moto perpetuo" è quello di "moto continuo", ossia del principio di inerzia: un oggetto messo in movimento tende a restare in movimento (perpetuo) finché non interviene una causa esterna a cambiarne lo stato (attriti, urti, forze esterne...). Le prime due leggi di Newton, insomma.

Se tiri un calcio ad una palla, la forza di gravità e l'attrito dell'aria presto la fermeranno. Ma prova a tirarglielo con la stessa forza quando sei a bordo di uno Shuttle nello spazio più remoto, mandandola verso l'esterno. Andrà avanti quasi all'infinito... finché non avrà da interagire con i corpi celesti (leggi di gravitazione).

Max Planck così parlava della "macchina del moto perpetuo":

"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"
(Max Planck, Trattato sulla termodinamica, Dover, New York, 1945, 3ºed.).

La prima premessa di Planck è almeno ambigua nei termini giacché, così come presentata, è contraddetta dalla prima legge di Newton. La seconda premessa è vera, ma viene fatta risultare come derivata dalla prima. E purtroppo in questi termini si sono espressi negli ultimi decenni praticamente tutti...!

Un'altra ambiguità alquanto diffusa è la confusione tra efficienza e coefficiente di prestazioni (COP).

Il COP di una macchina è la quantità utile di lavoro (o energia) divisa per l'energia fornita dall'operatore. Evidentemente il COP può essere molto maggiore di uno, per esempio nel caso dei mulini a vento, celle solari, mulini ad acqua, etc, dove l'energia fornita dall'operatore è limitata in genere all'avvio della macchina, e la macchina "produce" (dovremmo piuttosto dire recupera) energia a partire dalla situazione ambientale.

Molti sostengono che il COP di una macchina non può essere maggiore di uno, perché lo confondono con l'efficienza.

L'efficienza di una macchina è definita come l'energia (o lavoro) utile prodotto dalla macchina in rapporto con tutta (tutta!) l'energia fornitale per il funzionamento. Da qui è evidente che l'efficienza pratica non può essere maggiore di uno (a causa di attriti, forze esterne, etc), e può essere uguale a uno solo in un modello ideale teorico.

Se dunque consideriamo una macchina che recupera energia dall'ambiente, come ad esempio delle celle solari, potremmo verificare che mentre ha un'efficienza del 10-20% (sprecando, durante il proprio funzionamento, l'80-90% dell'energia ambientale ricevuta), può avere un COP pressoché infinito, poiché una volta messa in opera non ha praticamente più bisogno dell'operatore. Cioè, la macchina in questione ha un'efficienza bassa ma un COP altissimo, ossia è quasi una "macchina da moto perpetuo" perché l'energia continuamente "prodotta" può essere continuamente trasformata in energia meccanica.

In parole povere, il "moto perpetuo" è in termini pratici possibile con una qualsiasi macchina che semplicemente recuperi energia dall'ambiente senza bisogno dell'intervento dell'operatore o di qualche propellente. Energia che altrimenti resterebbe "sprecata", come tutta la luce solare che da qualche miliardo di anni a questa parte, come tutti i venti, le maree e i fiumi, etc. E ciò non è in contrasto con alcuna legge della fisica o della termodinamica.


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