Dalam fisika, manusia telah berusaha selama berabad-abad untuk mencapai konsep menarik yang dikenal sebagai gerakan abadi. Konsep ini memunculkan kemungkinan untuk mempertahankan pergerakan terus menerus tanpa gangguan, tanpa perlu memberikan energi tambahan. Dari cita-cita ini muncullah gagasan untuk merancang mesin yang mampu melakukan kerja mekanis tanpa batas waktu, menghasilkan lebih banyak kerja daripada yang dikonsumsi energi. Meskipun gagasan ini terdengar menjanjikan, gagasan ini menghadapi tantangan besar karena bertentangan dengan visi dan misi yang ada hukum termodinamika.
Dalam artikel ini kami akan menguraikan secara rinci apa itu gerak abadi, bagaimana mesin tersebut akan bekerja jika memungkinkan, dan mengapa hal tersebut sejauh ini tidak mungkin dilakukan. Kami akan membahas implikasi ilmiah dan teknisnya, serta upaya historis untuk mencapai hal ini, dan pelajaran yang telah dipelajari hingga hari ini.
Mesin gerak abadi
itu mesin gerak abadi Mereka adalah orang-orang yang berjanji untuk melakukan kerja mekanis tanpa perlu menerima energi dari lingkungan setelah adanya dorongan awal. Manusia telah mencari cita-cita ini selama berabad-abad, karena mesin jenis ini dapat merevolusi teknologi, menghilangkan kebutuhan akan sumber energi eksternal. Namun, semua gagasan jenis ini menghadapi kendala: mereka akan melanggar gagasan pertama dan kedua hukum termodinamika.
Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa energi tidak diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya diubah. Agar mesin abadi dapat bekerja, ia harus menghasilkan lebih banyak kerja daripada energi yang dikonsumsinya, yang jelas-jelas melanggar hukum ini. Hukum kedua termodinamika berkaitan dengan entropi, atau tingkat gangguan suatu sistem. Dinyatakan bahwa panas selalu mengalir dari daerah yang bersuhu lebih tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah, yang berarti terdapat kecenderungan yang tidak dapat dihindari terhadap hilangnya energi yang berguna.
Meskipun mesin mana pun dapat melakukan pekerjaan dengan menggunakan sumber energi, masukan energi harus terus diperbarui. Hal ini tidak terjadi pada mesin gerak abadi, yang mengarah pada kesimpulan bahwa mesin tersebut melanggar prinsip fisika dasar, sehingga pembuatannya hampir mustahil.
Bagaimana cara kerja mesin gerak abadi?
Ada berbagai klasifikasi mesin gerak abadi, tetapi yang paling umum dibagi menjadi tiga jenis:
- El tipe pertama sesuai dengan mesin yang akan menghasilkan kerja tanpa masukan energi eksternal apa pun. Jenis ini secara langsung melanggar hukum pertama termodinamika.
- El tipe kedua akan mencakup mesin yang secara spontan mengubah energi panas menjadi kerja mekanis tanpa pembuangan panas apa pun, yang melanggar hukum kedua termodinamika.
- El tipe ketiga bayangkan mesin tanpa gesekan apa pun, baik dengan udara maupun dengan tanah, yang memungkinkannya beroperasi tanpa batas waktu. Meskipun secara teoritis mungkin terjadi di dunia ideal, dalam praktiknya bahkan gesekan kecil pun akan menghabiskan energi yang tersedia.
Secara teori, jika sebuah mesin menghilangkan semua jenis gesekan dan kehilangan energi, kita dapat membayangkan mesin tersebut bekerja tanpa batas waktu. Namun pada kenyataannya, interaksi benda dengan lingkungannya menghasilkan disipasi energi, sehingga mesin tidak mungkin terus beroperasi selamanya tanpa intervensi.
Salah satu ide yang paling sering muncul dalam sejarah adalah penggunaan magnet untuk menghasilkan jenis gerakan terus menerus ini. Misalnya, pada abad ke-17, sebuah eksperimen diusulkan di mana magnet ditempatkan pada tanjakan untuk menarik bola logam ke atas. Namun, magnet tidak pernah membiarkan bola jatuh lagi, sehingga perangkat tersebut tidak berguna.
Penemuan sejarah seputar gerak abadi
Ketertarikan terhadap mesin gerak abadi telah ada sejak Abad Pertengahan, dan terkait dengan alkimia dan pencarian Batu Filsuf, yang akan mengubah material menjadi emas dan memberikan sumber energi tak terbatas. Namun, pada masa Renaisans, para ilmuwan dan penemu mulai membuat prototipe yang lebih formal.
Salah satu upaya yang paling terkenal adalah Villard de Honnecourt pada abad ke-13, yang mengusulkan mesin gerak abadi berdasarkan roda yang terlalu seimbang. Ide ini kemudian diambil oleh Leonardo da Vinci, yang menyimpulkan bahwa mesin seperti itu tidak mungkin dilakukan karena gesekan. Terlepas dari upaya beberapa ilmuwan terkemuka saat itu, termasuk Robert Boyle dan Nikola Tesla, semua upaya untuk mengembangkan gerak abadi sejauh ini gagal.
Evolusi dan kemunduran upaya untuk menciptakan mesin abadi
Seiring kemajuan fisika modern, prinsip-prinsip dasar termodinamika mulai menjadi lebih jelas. Selama abad ke-19, pernyataan Kelvin dan Clausius mengenai aliran panas dan konversi energi menegaskan bahwa mesin yang beroperasi tanpa batas waktu tanpa kehilangan energi adalah khayalan ilmiah.
1775 di Akademi Ilmu Pengetahuan Paris menyatakan bahwa tidak mungkin membuat perangkat yang beroperasi berdasarkan konsep gerak abadi. Deklarasi ini tidak hanya menghalangi para penemu, namun juga melindungi ilmu pengetahuan dari penganiayaan pseudoscientific. Meskipun demikian, beberapa orang terus mencoba merancang perangkat semacam itu, dimotivasi oleh ketidaktahuan akan hukum fisika paling canggih pada saat itu.
Mengapa mesin-mesin ini tidak berfungsi?
Selama bertahun-tahun, terlepas dari segala upaya, tidak ada bukti bahwa mesin gerak abadi dapat bekerja. Hal ini karena bertentangan dengan prinsip dasar fisika: konservasi energi dan keniscayaan peningkatan entropi dalam sistem tertutup.
Namun, perlu disebutkan hal itu di dunia kuantum atau pada skala yang sangat kecil, fenomena tertentu dapat tampak sebagai sistem yang mampu mempertahankan proses yang tidak terbatas. Hal ini menimbulkan beberapa spekulasi bahwa, di masa depan, penemuan dalam fisika kuantum dapat menantang hukum termodinamika yang kita kenal saat ini dan memberi kita peluang energi baru.
Untuk saat ini, secara ilmiah diterima bahwa keberadaan mesin gerak abadi dalam istilah klasik tampaknya tidak mungkin terjadi.
Sistem persediaan abadi
Istilah "gerakan abadi" juga digunakan dalam konteks non-fisika lainnya, seperti sistem persediaan abadi. Ini adalah metode akuntansi yang memungkinkan variasi dalam persediaan perusahaan dicatat secara real time. Setiap kali terjadi penjualan atau pembelian suatu produk, sistem secara otomatis memperbarui stok yang tersedia, menampilkan stok secara akurat setiap saat. Meskipun namanya mengacu pada konsistensi dalam proses pembaruan data, sistem ini bergantung sepenuhnya pada berfungsinya peralatan dan perangkat lunak dengan benar.
Saat ini, sistem inventaris abadi merupakan bagian penting dari logistik perusahaan besar yang bergantung pada pemeliharaan rantai pasokan yang stabil dan akurat.
Sistem ini memungkinkan untuk menghindari kelebihan akumulasi stok atau kurangnya permintaan produk, memastikan bahwa semua operasi berjalan seefisien mungkin.
Pemantauan inventaris yang berkelanjutan memberi perusahaan keuntungan utama, karena menjamin kepuasan pelanggan dengan memiliki gambaran yang jelas tentang produk mereka dan memungkinkan mereka membuat keputusan pengadaan yang lebih baik.
Mungkin di masa depan ilmu pengetahuan akan menemukan cara untuk menulis ulang hukum fisika, namun untuk saat ini kita masih tunduk pada keterbatasan energi yang mencegah mesin gerak abadi beroperasi di luar bidang teoritis. Namun, penemuan di masa depan dapat membuka pintu baru dan menantang “kebenaran tak tergoyahkan” yang kita anggap.