Terug naar de vorige index
Een eerste perpetuum mobile
door Dr. D. ten Zijl
“Een kat komt altijd op zijn pootjes terecht. Dat betekent dat zijn rug de grond afstoot.
Een boterham met pindakaas valt altijd met de besmeerde kant op de grond, dus de
onbesmeerde kant stoot de aarde af. Als men nu op de rug van een kat een
boterham met pindakaas bevestigt, blijven ze eeuwig in een draaiende beweging.”
Deze redenering was recent te vinden op het Internet. Helaas, het is niet mogelijk om
energie op te wekken uit niets. Het idee van een perpetuum mobile, een
eeuwigdurende beweging, is in strijd met de wet van het behoud van energie, die
zegt dat de totale hoeveelheid energie in een gesloten systeem constant blijft. Op
een andere manier wordt dit geformuleerd door de eerste hoofdwet van de
thermodynamica. Een apparaat voor eeuwigdurende beweging krijgt geen energie
van buiten; het zal op zijn minst energie kwijtraken aan wrijving en aan de
luchtweerstand en daardoor zal het na enige tijd steeds langzamer gaan lopen. Alle
toestellen die nog verder gaan en energie willen ontlenen aan een eeuwigdurende
beweging zijn het product van dromers of oplichters.
Constructies zoals een waterrad, dat tamelijk eindeloos blijft doorlopen vormen niet
een gesloten systeem en halen hun energie van buiten. Hetzelfde geldt voor de
opwekking van energie uit bijvoorbeeld aardwarmte.
Toch zullen we laten zien dat het mogelijk is om door toepassing van twee
verschillende fysische krachten, de elektromagnetische kracht en de zwaartekracht,
een beweging aan de gang te houden zonder tussenkomst van de mens. Dan praten
we echter niet meer over een volledig gesloten systeem.
Voorgeschiedenis
Al in de Middeleeuwen werden experimenten gedaan om een perpetuum mobile te
maken. In India ontwierp de wiskundige Bhaskara een wiel dat altijd zou blijven
draaien. Vallende gewichten die met een arm aan het wiel waren bevestigd, moesten
het geheel in beweging houden. De toepassing van de zwaartekracht was een
richting waarin latere geleerden en uitvinders zouden blijven denken, maar het
leverde voorlopig weinig op. Ook Leonardo da Vinci beschreef in zijn
aantekeningenboek een dergelijk toestel. Uitvoering van dit ontwerp in de late
twintigste eeuw leidde niet tot beweging maar juist tot een wiel dat zo moeilijk in
beweging te krijgen was dat het korte tijd als stabilisator in helikopters werd gebruikt.
Sommigen zochten de oplossing in drukverschillen of warmteverschillen in water
zoals in de zeventiende eeuw Robert Boyle of in onze tijd Wessel di Wesseli. M.C. Escher
heeft een afbeelding gemaakt van stromend water dat gedurende enige tijd in beweging bleef.
Dat was geen optische illusie, het zag er alleen maar zo uit, maar ook hier sloeg de wrijving toe.
Andere systemen waren gebaseerd op magneten, zoals de MEG (Motionless
Electromagnetic Generator) die in 2002 werd gepatenteerd. Niemand zag het
apparaat in werking. Het gebruik van een magneet leek een doodlopende weg omdat
een voorwerp dat daardoor wordt aangetrokken, nu eenmaal op een gegeven
moment tot stilstand komt.
Toch is er minstens één voorbeeld van perpetuum mobile te bedenken waarover
geen twijfel bestaat. De brownse beweging is de beweging van kleine deeltjes zoals
stofjes en stuifmeelkorrels in vloeistoffen. Deze wordt veroorzaakt doordat de
moleculen in zo’n vloeistof voortdurend in beweging zijn. Ook als er geen energie
wordt toegevoegd, gaat die beweging door. James Clerk Maxwell, de grondlegger
van het model van elektromagnetisme, probeerde daaraan energie te onttrekken
door een scheiding aan te brengen tussen snelle en langzame moleculen. De vanzelf
bewegende moleculen zouden door een poort gaan die snelle moleculen wel doorliet
naar een andere ruimte en langzame moleculen niet. Daardoor zou de tweede ruimte
warmere (snellere) moleculen bevatten. Het warmteverschil zou het mogelijk maken
om gratis energie op te wekken. Ook de bekende kwantumfysicus Richard
Feynmann probeerde dit, maar geen van beiden slaagde erin, dit in de praktijk te
brengen. Het scheiden van de moleculen kost nu eenmaal minstens evenveel
energie als het temperatuurverschil opwekt.
Energie opwekken door scheiding van moleculen is niet haalbaar. Dat men het
probeerde, bewijst echter wel dat zelfs topgeleerden van de negentiende en
twintigste eeuw een voortdurende beweging niet volstrekt onmogelijk vonden.
Een doorbraak
De oplossing moest worden gezocht in de combinatie van twee verschillende
fysische krachten, de elektromagnetische kracht en de zwaartekracht. Pogingen in
die richting werden eerder ondernomen door John Wilkins, de bisschop van Chester
en de oprichter van de Royal Society of London for the Improvement of Natural
Knowledge (1614 - 1672). Deze pogingen hadden nog geen succes door de
gebrekkige stand van de techniek in de zeventiende eeuw.
Ir. Bertold Uhse zorgde echter in 2006 voor een doorbraak, waarbij hij moderne
materialen en precisietechniek gebruikte. Aan de Technische Universität München
werkte Uhse eerder aan de ontwikkeling van antigeluid in de auto. Het apparaat, dat
precies over de mond paste, was een groot succes. Hij heeft nu een toestel
ontwikkeld dat althans in principe voor een eeuwigdurende beweging kan zorgen.
Het uitgangspunt daarbij is dat hij niet één maar twee onderscheiden natuurkrachten
gebruikt.
1 In het begin van experiment ligt er een ijzeren balletje aan de voet van een hellend
vlak.
2 Door een sterke magneet wordt het balletje omhoog getrokken over het oppervlak
van de helling. Het bereiken van de magneet zou natuurlijk een einde aan de
beweging maken.
3 Voordat het balletje de magneet bereikt, valt het echter naar beneden door een
opening in het hellende vlak.
4 Door de zwaartekracht krijgt het vaart en door deze vaart rolt het via een buis terug
naar het beginpunt.
5 Het rolt door een klepje maar komt dan weer in de aantrekkingskracht van het
magnetische veld dat het opnieuw omhoog trekt. Zo gaat het perpetuum mobile
eeuwig door.
Het belangrijke verschil tussen deze uitvinding en zijn voorgangers is dat hij
aantoonbaar werkt, althans voor enige tijd. Een panel samengesteld uit onder meer
twee leden van het Van Meegeren Genootschap heeft dit op 12 oktober 2007 zelf
waargenomen. Een punt van kritiek is wel dat het balletje bij de start een zetje moest
hebben.
Vragen
Men kan natuurlijk verschillende tegenwerpingen maken.
- Is dit niet in strijd met de wet van het behoud van energie? Nee, want die geldt
alleen voor gesloten systemen. De zwaartekracht is, in tegenstelling tot de kracht van
de magneet, een externe kracht, die ook buiten het systeem uitgeoefend wordt. We
hebben hier te maken met een semi-gesloten systeem.
- Legt het balletje de weg naar boven niet af door de buis? Nee, het wordt
tegengehouden door het klepje.
- Trekt de magneet het balletje niet gewoon over het gat heen? Nee, hij is zodanig
gekozen dat hij zwakker is dan de zwaartekracht die het balletje omlaag trekt.
Bovendien wordt de aantrekkingskracht van de magneet verstoord door een
disruptor die Uhse heeft aangebracht.
- Wordt de beweging niet steeds trager door de wrijving op het hellende vlak?
Daartegen heeft Uhse een lubricator (gladmaker) gemonteerd, die de helling zo glad
maakt dat de wrijving te verwaarlozen is.
Om deze extra onderdelen te monteren, heeft Ir. Uhse ze in een buis met een
afgerond uiteinde bevestigd. Door de eeuwigdurende beweging van het balletje kan
die buis onbeperkt in trilling worden gebracht. Voor deze ‘buis van Uhse’ of ‘triller’,
die mede door zijn dochter Renate is ontworpen, worden nog praktische
toepassingen gezocht.
Dat dit een doorbraak is op het gebied van eeuwigdurende beweging, lijdt na deze
uitvinding echter geen twijfel. Het perpetuum mobile van Uhse is niet alleen een
bewijs dat het kan, het heeft ook nog de toegevoegde waarde dat het werkt.
---einde(12-05-2011)---
Terug naar de vorige index
|