マーキュリとは何ですか？なぜマーキュリを使うのですか？

概要

この記事では、永久運動機の概念と、なぜそれらを作ることができないのかについて探求します。熱力学の法則について説明し、外部エネルギー源なしに無限に仕事をすることができる機械の作成を防止する方法について議論します。

バスカラ氏による永久運動機の設計

1159年頃、数学者のバスカラ氏は、水銀の曲がった貯水器を備えた車輪を設計しました。車輪が回転すると、水銀が各貯水器の底に流れ、車輪の一方の側が他方より重くなります。この不均衡により、車輪は永遠に回転し続けます。バスカラ氏の設計は、外部エネルギー源なしに無限に仕事をすることができる機械である永久運動機の初期の設計の1つでした。

熱力学第一法則

しかし、永久運動機のアイデアは、熱力学の基本的な法則の1つ以上に違反するため、すべて不可能です。熱力学は、異なる形式のエネルギーの関係を説明する物理学の分野です。熱力学第一法則は、エネルギーは創造されることも破壊されることもできないことを述べています。これは、機械が消費するエネルギー量と同じだけのエネルギーしか生産できないことを意味し、有用な永久運動機の可能性を排除します。

バスカラ氏の過剰重量の車輪のバリエーション

発明家たちは、多くの永久運動機のアイデアを提案してきましたが、そのうちのいくつかは、転がるボールや振り子状のアームに重りを備えたバスカラ氏の過剰重量の車輪のバリエーションです。しかし、一方の車輪を重くする動く部品は、重心を車軸より下に移動させます。低い重心では、車輪は振り子のように前後に揺れ動き、止まってしまいます。

ロバート・ボイルの自己給水ポット

17世紀にロバート・ボイルは、自己給水ポットのアイデアを思いつきました。毛細管現象、液体と表面の間の引力により、細い管を通って水が循環する可能性があると理論的に考えました。しかし、毛細管現象が重力を克服して水を引き上げるほど強ければ、水が壺に戻るのを防ぐことにもなります。

マグネットバージョン

磁石を使用したバージョンもあります。ボールが磁石に引き上げられ、穴を通って落ちて、サイクルを繰り返す一連のランプなどがあります。しかし、磁石は単にボールを上部で保持し、どうにかして動き続けても、磁石の強さは時間の経過とともに低下し、最終的には機能しなくなります。

熱力学第二法則

エンジニアが熱力学の第一法則に違反しない機械を設計できたとしても、実際の世界では、第二法則のために機能しないでしょう。熱力学の第二法則は、摩擦などのプロセスを通じてエネルギーが広がる傾向があることを示しています。実際の機械には、移動部品や空気または液体分子との相互作用があり、真空でも微小な摩擦と熱が発生します。その熱はエネルギーが漏れ出していることを示し、システム自体を動かすために利用可能なエネルギーを減少させ、最終的には機械が停止する原因となります。