martedì, 26 Gennaio, 2021

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Alla ricerca del moto perpetuo: il Santo Graal per molti studiosi

Sin dai tempi antichi l’uomo subisce l’attrazione del moto perpetuo. Una macchina in grado di funzionare perfettamente, senza una fonte energetica, cambierebbe tutto. Ma è davvero possibile realizzare una macchina di questo genere? Secondo le leggi su cui si fonda la nostra realtà, no.

La realizzazione della macchina a moto perpetuo ha attirato la curiosità di molti studiosi, diventando un vero e proprio rompicapo. La tenacia e la creatività sono i motori principali che hanno spinto l’uomo a tentare di realizzare una macchina di questo tipo, nonostante i vari fallimenti ottenuti nel corso dei secoli. Infatti, le varie macchine costruite in grado di soddisfare le condizioni del moto perpetuo hanno determinato risultati fallimentari, seppur importanti, dimostrando che tale moto è soltanto un concetto puramente ideale e tale rimarrà. Uno degli esempi più lampanti è sicuramente Leonardo Da Vinci, che nel tentativo di progettare e costruire una macchina del genere, ne dimostrò l’impossibilità. Il genio del Da Vinci, infatti, concluse che è impossibile che il moto perpetuo possa esistere in natura, anticipando di quasi tre secoli la dimostrazione del principio data dagli studi sulla termodinamica di James Clerk Maxwell.

Appunti moto perpetuo leonardo da vinci
Appunti e disegni di Leonardo da Vinci Credits: istock

È chiaro il fatto che mantenere un oggetto in un movimento infinito è un concetto puramente
astratto, in quanto esiste un fattore essenziale che determina la dissipazione di quell’energia che permette all’oggetto di muoversi, ovvero l’attrito. Dal punto di vista dell’affascinante mondo della termodinamica, a cui il moto perpetuo è strettamente legato, viene suddiviso in due tipologie: il moto perpetuo di prima e seconda specie che a loro volta sono legati al primo e al secondo principio della termodinamica.

Il moto perpetuo di prima specie

Il moto perpetuo di prima specie implica la violazione del primo principio della termodinamica, che afferma che l’energia non può essere né creata né distrutta, e, in quanto tale, la somma della quantità di calore ceduta a un sistema e del lavoro eseguito deve corrispondere ad un aumento dell’energia interna del sistema stesso. In breve, si dovrebbe realizzare una macchina in grado di produrre una quantità di energia superiore a quella consumata, in modo tale da autoalimentarsi. Macchine che potrebbero funzionare mediante questa modalità, dovrebbero usare magneti come fonti di energia, ma, seppur siano in grado di mantenere un certo moto per tempi lunghi, sono comunque destinate a fermarsi perché non possono in alcun modo estrarre energia gratuita.

da vinci ruota moto perpetuo
Progettazione ad opera di Leonardo da Vinci della ruota a moto perpetuo Credits: Artslife

Il moto perpetuo di seconda specie

Il moto perpetuo di seconda specie, invece, implica la violazione del secondo principio della termodinamica la quale si fonda su due enunciati: è impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia quello di assorbire calore da un’unica sorgente e di trasformarla completamento in lavoro (Lord Kelvin); è impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia quello di far passare calore da un corpo freddo a uno caldo (R. Clausius). Entrambi gli enunciati negano la possibilità di realizzare una macchina a moto perpetuo, in quanto un sistema di questo genere implicherebbe il trasferimento di energia da un corpo freddo a un corpo caldo senza spendere lavoro. Una macchina avrebbe quindi un rendimento pari al 100%, considerato che dovrebbe convertire completamente l’energia termica, estratta da una determinata sorgente, in energia meccanica.

In conclusione

La ricerca di un moto perpetuo va sicuramente contro a uno dei due principi della termodinamica, e ciò dovrebbe già bastarci per affermare non possa esistere concretamente. Nulla nega però che le ricerche svolte dagli studiosi e dai costruttori siano stati fondamentali per giungere a tale conclusione. E se uno fra questi studiosi fosse riuscito in quest’ardua missione, avrebbe senza alcun dubbio cambiato molti aspetti della fisica classica e sicuramente la vita dell’uomo.

Articolo a cura di Chiara Iervolino.

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  • Leonardo Da Vinci e il moto perpetuo, Andrea Bernardoni, Giunti 2019
  • Termodinamica, Enrico Fermi, Bollati Boringhieri 1977