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Sep 29, 2023
テーマ： 猫のいる生活(139205)
カテゴリ： カテゴリ未分類
１８世紀、ドイツのザクセンにオルフィレウスと呼ばれてた男がいました。
１７１２年、この男は不思議なモノを発表しました。
「自動輪（the wheel self-rotated）」。
自動輪は、動力なしで永久に回転し続ける木製車輪です。
オルフィレウスが自動輪に手をかけて、少し力を加えると、車輪は回転をはじめます。
普通は手を離すと徐々に回転が弱まっていきますが、自動輪は徐々に回転を強めていったそうです。
やがて、毎分５０回転ほどの回転数で安定し、そのまま回転し続けたのです。
「自動輪」には２つの物理上の重大な矛盾があります。
エネルギー保存の法則は「エネルギーの変換前後でその総和は変化しない」と云うもので、オルフィレウスの自動輪だと、最初オルフィレウスが手で回したエネルギーは車輪の回転に変換されましたが、それで終わり。
その後、新たなエネルギーを加えることなく、勝手に回転を続けることは物理学上、絶対にあり得ないと云うことです。
エントロピー増大の原理は、「熱力学第二法則」とも呼ばれ、例えばただ１つの熱源から熱を受け取って働き続ける熱機関は実現不可能だとする法則です。
では、オルフィレウスはこの物理法則をどのように克服して自動で回転を続ける車輪を作り上げたのでしょう？
誰にも分かりません！
オルフィレウスの発明は世間から詐欺だと酷評されて、怒って自動輪を破壊してしまったからです。
自動輪の原理を記した文書も残っていないので、自動輪がホントウに永久機関かどうか実証できないのです。
Ａmazon なんかで「永久機関」と名うったオモチャが売られてます。
上部のすり鉢状の皿から１度ボールを落とすと、永久にレールに沿ってボールは回転を続けるのです。
コレの仕掛けは台座の裏にあります。
レールが台座に接触する部分に電磁石が貼り付けられてるのですね。
しかし、ボールが電磁石の上を通過する瞬間に電気を切って磁力を無くし、勢いでボールを走らせてると云う仕掛けです。
なので電気の供給を止めると、ボールは手で落とした１度っきり、ピクリとも動きません。
「ラジオメーター」もエネルギーあっての羽の回転ですね。
ラジオメーターの内部は真空に近く、羽根の片面を白く、片面を黒く塗った針で支持しただけの羽根車に赤外線を含む光をあてると回転する仕掛けです。
光が当たると黒い側が高温になり、黒い羽根の方の空気の分子が激しく振動します。
私の世代だと「水飲み鳥」もそうです。
The Original Drinking Bird
この水飲み鳥は基本的には熱機関で、温度差を利用して熱エネルギーを運動エネルギーに変換してるだけです。
これのサイクルだけで動いてるので、頭部を湿らせる水がなくなると停止してしまいます。
エネルギー源は周囲環境の熱で、このオモチャも永久機関ではありません。
サイクルはこのように繰り返されます。
１．頭部から水が蒸発する
２．蒸発により頭部の温度が下がる
３．温度の低下により頭部のジクロロメタン（塩化メチレン）蒸気が凝集する
４．温度の低下と凝集により頭部の気圧が下がる
５．頭部と胴体の気圧差により管内の液面が上昇する
６．液体が頭部に流れ込むことで重心が上がり、前方へ傾く
７．傾くことで管の下端が液面より上に出る
８．蒸気の気泡が管を通って上昇し、液体は下降する
９．液体が胴体に流れ、頭部と胴体の気圧が平衡する
10．液体が胴体へ戻ったことで重心が下がり、鳥は元の直立状態に戻る
惑星の自転はど～説明する？
これには角運動量保存の法則が適用されるので回転し続けるのです。
角運動量保存の法則は、ある点のまわりのその力のモーメントがゼロの場合、その点のまわりの質点の角運動量は一定に保たれると云うもので、惑星で云うと外部（他の星や宇宙）と相互作用しない限りその運動状態を変えないだけで、外部に対しても何らの変化を与えることがないと云うことです。
それに対して永久機関は単純に運動を続けるのではなく、外に対して仕事を行い続ける装置のことで、惑星の自転とは関係ないのですね。
永久機関は物理法則から考えたら絶対に不可能です。
それでも１８世紀から科学者や技術者は永久機関を実現すべく精力的に研究してきました。
１９世紀になってやっと、永久機関の実現は不可能だと理解しましたが、それまでの研究は物理学の発展に大きく寄与しました。
１７１２年、この男は不思議なモノを発表しました。
「自動輪（the wheel self-rotated）」。
オルフィレウスが自動輪に手をかけて、少し力を加えると、車輪は回転をはじめます。
普通は手を離すと徐々に回転が弱まっていきますが、自動輪は徐々に回転を強めていったそうです。
やがて、毎分５０回転ほどの回転数で安定し、そのまま回転し続けたのです。
エネルギー保存の法則は「エネルギーの変換前後でその総和は変化しない」と云うもので、オルフィレウスの自動輪だと、最初オルフィレウスが手で回したエネルギーは車輪の回転に変換されましたが、それで終わり。
その後、新たなエネルギーを加えることなく、勝手に回転を続けることは物理学上、絶対にあり得ないと云うことです。
誰にも分かりません！
オルフィレウスの発明は世間から詐欺だと酷評されて、怒って自動輪を破壊してしまったからです。
自動輪の原理を記した文書も残っていないので、自動輪がホントウに永久機関かどうか実証できないのです。
上部のすり鉢状の皿から１度ボールを落とすと、永久にレールに沿ってボールは回転を続けるのです。
レールが台座に接触する部分に電磁石が貼り付けられてるのですね。
しかし、ボールが電磁石の上を通過する瞬間に電気を切って磁力を無くし、勢いでボールを走らせてると云う仕掛けです。
なので電気の供給を止めると、ボールは手で落とした１度っきり、ピクリとも動きません。
ラジオメーターの内部は真空に近く、羽根の片面を白く、片面を黒く塗った針で支持しただけの羽根車に赤外線を含む光をあてると回転する仕掛けです。
光が当たると黒い側が高温になり、黒い羽根の方の空気の分子が激しく振動します。
The Original Drinking Bird
これのサイクルだけで動いてるので、頭部を湿らせる水がなくなると停止してしまいます。
エネルギー源は周囲環境の熱で、このオモチャも永久機関ではありません。
サイクルはこのように繰り返されます。
１．頭部から水が蒸発する
２．蒸発により頭部の温度が下がる
３．温度の低下により頭部のジクロロメタン（塩化メチレン）蒸気が凝集する
４．温度の低下と凝集により頭部の気圧が下がる
５．頭部と胴体の気圧差により管内の液面が上昇する
６．液体が頭部に流れ込むことで重心が上がり、前方へ傾く
７．傾くことで管の下端が液面より上に出る
８．蒸気の気泡が管を通って上昇し、液体は下降する
９．液体が胴体に流れ、頭部と胴体の気圧が平衡する
10．液体が胴体へ戻ったことで重心が下がり、鳥は元の直立状態に戻る
これには角運動量保存の法則が適用されるので回転し続けるのです。
角運動量保存の法則は、ある点のまわりのその力のモーメントがゼロの場合、その点のまわりの質点の角運動量は一定に保たれると云うもので、惑星で云うと外部（他の星や宇宙）と相互作用しない限りその運動状態を変えないだけで、外部に対しても何らの変化を与えることがないと云うことです。
それに対して永久機関は単純に運動を続けるのではなく、外に対して仕事を行い続ける装置のことで、惑星の自転とは関係ないのですね。
それでも１８世紀から科学者や技術者は永久機関を実現すべく精力的に研究してきました。
１９世紀になってやっと、永久機関の実現は不可能だと理解しましたが、それまでの研究は物理学の発展に大きく寄与しました。
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