【物理エンジン】永久機関はなぜできないのか?その1【第一種永久機関】 - YouTube
永久機関とは?夢が広がる?でも実現は不可能なの? ここでは永久機関とはどんなものなのかについてご説明したいと思います。そして理論的に実現可能であるかを熱力学の観点から検証していきたいと思います。 永久機関とは?外部からエネルギーを受け取らず仕事を行い続ける装置? 永久機関の研究から生じた「エントロピー」、その提唱者の偉大な業績とは？（ブルーバックス編集部） | ブルーバックス | 講談社. 永久機関とは「外部から一切のエネルギーを受け取ることなく仕事し続けるもの」を指します。つまり永久機関が一度動作を始めると、外部から停止させない限り一人で永遠に動作し続けるのです。 永久機関には無からエネルギーを生み出す「第一永久機関」と、最初にエネルギーを与えそれを100%ループさせ続ける「第二永久機関」の2つの考え方が存在します。 なお、「仕事」というのは「他の物体にエネルギーを与える」ことを指します。自分自身が運動しつづける、というのは仕事をしていないので永久機関とは呼べません。 永久機関の種類?第一種永久機関とは?熱力学第一法則に反する? はじめに第一永久機関についてご説明します。これは自律的にエネルギーを作り出し動作するような装置を意味しています。しかしこれは熱力学第一法則に反することが分かっています。 熱力学第一法則とは「エネルギー保存の法則」と呼ばれるものであり、「エネルギーの総量は必ず一定である」というものです。つまり「自律的に(無から)エネルギーを作り出す」ことはできないのです。 「坂道に球を置けば何もしなくても動き出すじゃん」と思う方もいるかもしれません。しかしこれは球の位置エネルギーが運動エネルギーに変換されているだけであり、エネルギーを作り出してはいません。 第二種永久機関は熱力学第一法則を破らずに実現しようとしたもの? 前述のとおり「自律的にエネルギーを作り出す」ことは熱力学第一法則によって否定されました。そこで次の手段として「エネルギー効率100%の装置」を作り出そうということが考えられます。 つまり、「装置が動き出すためのエネルギーは外部から供給する。そのエネルギーを使って永久に動作する装置を考える」というものです。これならば熱力学第一法則に反することはありません。 エネルギーの総量は一定というのが熱力学第一法則なので、仕事によって吐き出されたエネルギーを全て回収して再投入することで理論的には永久機関を作ることができるはずです。 第二種永久機関の否定により熱力学第二法則が確立された?
と思われた皆さん。物理学とはこの程度のものか?と思われた皆さん。 では、この当たり前はなぜだか説明できますか? この言わんとする事はあまりにも我々の生活に深く馴染みがあるためにだれも、疑問にさえ思わないでしょう。 しかし、天才の思考は違うのです。 例えば、振り子を考えると、振り子はいったりきたりの振動を繰り返します。 摩擦や空気抵抗等でエネルギーを失われなければ、多分永遠に運動し続けるでしょう。 科学者たちは、熱の出入りさえなければ、他の物理現象ではこのようにいったり来たりは可能であるのに、なぜ熱現象だけが一方通行なのか?という疑問を持ったのです。 次のページを読む
しかしこの第二永久機関も実現には至りませんでした。こうした研究の過程で熱力学第二法則が確立されます。熱力学第二法則とはエントロピー増大の法則と呼ばれています。 エントロピーとは分かりやすく言うと「散らかり具合」です。エネルギーには質があり「黙っていればエネルギーはよりエントロピーが高い(散かった)状態に落ち着く」という考え方です。 部屋を散らかすのと片付けるのとでは後者の方が大変であることは想像に難くないと思います。エネルギーも同じでエントロピーが高くなったエネルギーにより元の仕事をさせるのは不可能なのです。 永久機関の実現は不可能?理由は?
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答えはNOです。エネルギーを変換する際に必ずロスが発生するため、お互いのエネルギーを100%回収することができないためです。 永久機関は本当にないの?⑨:フラスコ 永久機関っぽい動画です。コーラやビールなどではループしているのが見て取れますが、これは炭酸のシュワシュワ力で液体を教え毛ているからです。 外部からの力がなければ水は水面と同じ位置までしか上がりません。 永久機関は本当にないの?⑨:ハンドスピナーと磁石 ハンドスピナーに磁石を取り付け、磁力で永久的に回すというチャレンジが多く動画で公開されています。しかしこれも原理的には不可能であり、ほとんどは画面外から風を送っているというものです。 永久機関のおもちゃやインテリアは? 永久機関ではないですが、一度動き出すとずっと動き続けるというおもちゃは存在します。そんな永久機関に似たようなおもちゃについてご紹介します。 永久機関のおもちゃ?永久機関を目指したおもちゃは? ずっと動き続けるおもちゃとして有名なのはニュートンバランスと呼ばれる振り子ですね。一度動き始めるとカチン、カチンと一定のリズムで動き続けます。 空気抵抗や衝撃の際に発散してしまうエネルギーが存在するため永久機関ではないですが、発散するエネルギーは運動エネルギーよりもはるかに小さいため、長時間動作することが可能です。 永久機関のインテリアはある?オブジェは? 永久機関とは？実現は不可能？本当に不可能なの？発明の例もまとめ – Carat Woman. 永久機関風のインテリアも存在します。電池が続く限り回り続けるコマやソーラー発電で回り続ける風車などですね。しかしこれらは電池や太陽光が必要なので永久機関ではありません。 1/2
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