Kevääksi polkupyörä, joka kulkee, kun vain istuu satulaan! Hassumpiakin ideoita on esitetty. Tutustu keksintöihin, jotka eivät toimi.



Sisältö jatkuu mainoksen alla


Sisältö jatkuu mainoksen alla


TEKSTI:Risto varteva



Kevääksi polkupyörä, joka kulkee, kun vain istuu satulaan!


Hassumpiakin ideoita on esitetty. Tutustu keksintöihin, jotka eivät toimi.

Julkaistu Tiede-lehdessä

3/2001


 





KAASU LAAJENEE JA LURAHTAA


 


Yhdysvalloissa kokeiltiin 1880-luvulla moottoria, jonka piti toimia ammoniak-kikaasulla. Ajatus perustui siihen, että ammoniakki kaasuuntuu helposti, koska sen kiehumispiste on alhainen. Kaasu johdetaan sylinteriin, jossa kaasun paine työntää männä alas. Koska sisään-tuloventtiili on silloin suljettuna, kaasu voi käyttää laajenemiseen vain omaa lämpöenergiaansa, joten laajetessaan se jäähtyy. Jäähtyminen tiivistää kaasun nesteeksi, jonka pumppu lurauttaa takaisin säiliöön.

Keksijä ällistyi, kun laite ei toiminut. Hän ei huomannut sitä, että tällaisessa kierrossa ammoniakki jäähtyy jääh-tymistään, kunnes kaasun paine ei enää jaksa tehdä työtä. Laite toimii vain, jos ammoniakkia lämmitetään.


Ikiliikkujasta on varmasti haaveiltu niin kauan kuin ihminen on tarvinnut energiaa. Vesimyllyjä käytettiin jo antiikin aikana, joten olisi ollut mukava keksiä myös sellainen juoksupyörä, joka tekee työtä omia aikojaan ilman virtaavaa vettä.

Niitä tehtiinkin. Esimerkiksi intialaisen matemaatikon Bhaskaran tiedetään suunnitelleen vuoden 1150 tienoilla ikuisesti pyörivää pyörää. Sata vuotta myöhemmin eräs ranskalainen arkkitehti kokeili vaaka-akseliin kiinnitettyä pyörää, jonka toisella puolella oli painojen antamaa vääntöä aina


enemmän kuin toisella. Ei toiminut.

Samaa kokeiltiin tuulimyllyillä, joiden piti käyttää suuria palkeita. Palkeiden tehtävänä oli puhaltaa tuuli, joka pyöritti tuulimyllyn siipiä. Sekään ei toiminut.

Kannatti yrittää

Ikiliikkujan kehittäjät eivät olleet mitään huru-ukkoja; olisihan hyvin nerokas mekanismi voinut antaa käyttövoimaa ilmaiseksi. Ei ainakaan tiedetty pitävää syytä, miksi idea ei toimisi.

Saksalainen filosofi Gottfried Wilhelm Leibniz arveli 1700-luvulla, että ikiliikkuja on mahdoton, koska energiaa ei voi luoda tyhjästä. Se oli kuitenkin vain arvelu, sillä Leibnizilla ei ollut pitäviä perusteluja arvelunsa tueksi - paitsi se kokemusperäinen tieto, ettei kukaan ollut vielä


onnistunut.





POLKUPYÖRÄ KULKEE ISTUMALLA

Kun pyöräilijä istuu satulaan, sen alla olevassa säiliössä veden paine kasvaa ja vesi virtaa turbiiniin. Turbiinista on hihnavälitys takapyörään. Turbiini pyörit-tää samalla myös pumppua, joka siirtää veden takaisin säiliöön. Polkupyörä pysähtyy, kun ajaja nousee pois satulasta, koska silloin veden paine laskee.

Hyvä idea ei toimi, koska työnnettäessä vettä takaisin säiliöön on tehtävä työtä säiliön painetta vastaan. Tämä vie energiaa vähintään yhtä paljon kuin sitä saadaan käyttöön veden virratessa säiliöstä pois.

Vasta 1800-luvulla energian ja työn käsitteet täsmentyivät niin, että energiaa tyhjästä luovan ikiliikkujan mahdottomuus kävi ilmeiseksi.

Energia säilyy



Ikiliikkujan mahdottomuus johtuu energian säilymisen laista. Sen mukaan energiaa ei voi hävittää mutta ei myöskään luoda tyhjästä. Kaikki koneet tarvitsevat toimiakseen energiaa vähintään niin paljon kuin niistä saadaan sitä ulos.

Tämä havainto on oikeastaan varsin tuore, sillä siitä päästiin sitovasti perille vasta 1840-luvulla, kun saksalainen lääkäri Julius Mayer, englantilainen


fyysikko James Joule ja saksalainen fyysikko Hermann von Helmholtz pystyivät kukin omien kokeidensa pohjalta päättelemään, millainen on lämpöenergian ja mekaanisen energian välinen yhteys. Tämä yhteys osoitti, että energiaa ei katoa minnekään mutta ei myöskään kumpua tyhjästä. Sähkön tulo ei muuttanut asetelmaa, ei myöskään ydinenergia. Kaikkiin energian muotoihin pätee se, että tyhjästä ei voi nyhjäistä. Kun Einsteinin suhteellisuusteoria selvitti energian ja massan vastaavuuden, säilymissääntö laajeni sen verran,


 että energia ja massa säilyvät yhdessä. Periaate on


kuitenkin sama. Pieni takaportti tässä silti on: energian säilymistä ei ole voitu mitenkään "todistaa". Siihen kuitenkin uskotaan vankasti, koska toistaiseksi ei ole löydetty ainuttakaan tapausta, jossa tämä sääntö rikkoutuisi.

Säilymissääntö oli viimeksi hilkulla 1920-luvulla, kun hajoavien atomiydinten energiataseita ei saatu täsmäämään. Eräät sen ajan huippufyysikot olivat jo valmiita joustamaan energian säilymisestä, mutta sitten ongelma ratkesikin uudella hiukkasella, neutriinolla.




PAINOISTA VAUHTIA PYÖRÄLLE

Vuonna 1900 pidetyn Pariisin maailmannäyttelyn yhtenä vetonaulana piti olla ikiliikkuja, mutta sitä ei saatu toimimaan. Keksijän mukaan pyörän piti pyöriä myötäpäivään, sillä ohuiden tankojen päässä olevat painot ulottuivat pyörän oikealla laidalla etäämmäksi akselista kuin vasemmalla. Tällaisia mekanismeja oli kokeiltu ennenkin. Uutta oli pyörän yläreunan kohdalle sijoitettu magneetti, jonka piti poistovoi-mallaan heittää tangot pyörän


päällä pystyasentoon.

Keksijä ei ollut huomannut sitä, että kun tanko kiepahtaa oikealle, tangon niveleen vaikuttava vasta-voima tönäisee pyörää vasempaan eli hidastaa pyörän pyörimistä.


Entä jos joku löytää tuon takaportin? Silloin meillä olisi keinot rakentaa loputtomasti energiaa jauhava ikiliikkuja - tietenkin sillä ehdolla, että kone kytketään oikein päin. Jos joku mämmikoura vääntää vipstaakit väärin päin, kone imaisee ihmiskunnalta sen viimeisetkin energiavarat.

Ei anneta patenttia

Ikiliikkuja kannattaa tietenkin patentoida heti, koska vain siten keksijä varmistaa itselleen siitä saatavat tulot.

Patentointi vain on nykyisin vaikeaa - ja on ollut itse asiassa vaikeaa jo pitkään. Ranskan tiedeakatemia kieltäytyi jo 1770-luvulla ottamasta enää ikiliikkujaehdotuksia tutkittavakseen. Se oli kauko-näköinen päätös - ja ehkä myös uhkarohkea, sillä


energian häviämättömyydestä ei tiedetty vielä


tuon taivaallista.

Pelkkä patentti ei vielä takaa, että laite toimii: patentti annetaan vain omaperäisen idean suojaksi luvatonta kopiointia vastaan. Yhdysvaltain patenttivirasto kuitenkin päätti jo vuonna 1911, että ikiliikkujapuolella otetaan vastaan vain sellaisia hakemuksia, joiden mukana on toimiva laite - ja senkin täytyy jumpsuttaa yhtä soittoa vähintään vuoden.





PALLOT NOSTAVAT, SIENET VETÄVÄT

Ehkä tunnetuin ikiliikkujaehdotus on suorakulmainen kolmio, jonka ympäri kulkee helminauha. Mihin suuntaan nauha kiertää ikuisesti? Päättely kulki aikoinaan näin: Koska kolmion pisimmälle sivulle eli kaltevalle tasolle mahtuu palloja enemmän kuin pystysuoralle sivulle, ne jaksavat vetää muutaman pallon pysty-suoraan ylös. Nauha siis liikkuu pitkää sivua alas ja pystysivua ylös. Pitkän sivun pallot eivät kuitenkaan jaksa nostaa pystysivun palloja, koska pitkällä sivulla pallojen painosta pääosa menee siihen, että pallot puristuvat alustaa vasten. Vain osa pallojen painosta antaa langalle sitä vetovoimaa, jonka pitäisi kiskoa pystysivun pallot ylös.

Mutta ei hätää: muutetaan rakennetta, kuten teki William Congreve parisataa vuotta sitten. Hän käänsi ajatuksen nurin päin, mikä on usein hyvä keino ongelmanratkaisussa. Congrave korvasi helminauhan pallot telaketjuun kiinnite-tyillä pesusienillä ja pani laitteen pohjalle vesiastian. Laskelmien mukaan pystysivun sienet imevät astiasta vettä ja tulevat sen verran painaviksi, että jaksavat vetää viistosivun sienet ylös, koska niistä telaketjun paino puristaa veden pois.

Vesi kyllä imeytyy sienen huokosiin, mutta tarvittava energia otetaan veden pintajännitysvoimasta. Sama voima panee vastaan, kun vesi puristuu huoko-sista pois: telaketjun paino joutuu siis tekemään työtä pintajännitysvoimaa vastaan. Jäljelle ei jää nettoenergiaa, joka kuljettaisi pesusieniä.

Keksijät liikkeellä meilläkin

- Suomessa ikiliikkujakeksintöihin liittyviä patenttihakemuksia


tulee joka vuosi muutama, Patentti- ja rekisterihallituksen neuvontayksikön päällikkö Kristiina Grönlund kertoo. -


Yleensä hakijat ovat miehiä, mutta on naisiakin aika ajoin joukossa.

Patenttihakemusten yksityiskohtia ei voida kuitenkaan paljastaa, koska hakemus tulee julkiseksi vasta puolentoista vuoden kuluttua siitä, kun se on jätetty arvioitavaksi.

Harva ikiliikkujahakemus on näin pitkään vireillä, koska yleensä Patentti- ja rekisterihallituksen tutkijainsinööri ehtii ennen määräpäivää todeta, ettei keksintö toimi esitetyllä tavalla, ja ilmoittaa siitä hakijalle. Käsittely keskeytyy siihen, ellei hakija toimita nähtäväksi toimivaa mallia keksinnöstään. Meilläkään patenttia ei saa myöntää keksinnölle, joka ei toimi.

Grönlundin mukaan hakemukset voidaan jakaa kahteen päätyyppiin, joista toiset perustuvat kestomagneetin käyttöön ja toiset sähkömoottorin ja generaattorin yhdistelmään.

Kestomagneettiehdotukset perustuvat siihen, että sopivasti sijoitetuilla tai muotoilluilla magneeteilla poistovoimaa pitäisi saada enemmän kuin vetovoimaa. Tältä pohjalta sitten rakennettaisiin moottori, joka pyörii ilman ulkoista energianlähdettä.

Sähkömoottorin ja generaattorin yhdistelmässä moottori pyörittää generaattoria, jonka tuottama sähkö puolestaan pyörittää tätä samaa moottoria, joka siis pyörittää tätä generaattoria... Siinä välissä laitteesta otetaan sähköä myös muuhun käyttöön.

Hakemukset eivät tietenkään ole näin pelkistettyjä, sillä laitteissa on akkuja, muuntajia ja vaihteistoja, jotka saattavat hämätä keksijää uskomaan, että menetelmä toimii.

- Vuosien varrella on tullut myös hakemuksia, joissa otetaan talteen ajoneuvoihin liittyvästä viimasta saatavaa energiaa, Grönlund muistelee.

- Ne saattoivat olla aika eriskummallisia, mutta kyllä nämä


keksijät ovat edelleenkin liikkeellä ihan vakavassa mielessä,


sillä he uskovat keksineensä sellaista, jota monet ovat


turhaan yrittäneet.

Nyt on muotia vapaa energia

Internetissä on ikiliikkujista yllin kyllin tietoa ja "tietoa". Ikiliikkujasta käytetään vanhastaan latinankielistä ilmausta perpetuum mobile, mutta sen avulla tehty haku voi johtaa pahasti hakoteille, sillä vain hieman liioitellen melkein jokainen säveltäjä, kuvataiteilija ja runoilija on tehnyt tuon nimisen teoksen.

Sitä paitsi ikiliikkuja on sanana poissa muodista. Nykyiset ikiliikkujan keksijät käyttävät ilmausta vapaa energia, englanniksi free energy. Sillä löytää kaikenlaista - paitsi ei toimivaa ikiliikkujaa, sillä ilmaisia lounaita ei ole, ei tälläkään alalla.

 


MAGNEETTI KIEHTOO KEKSIJÖITÄ

Vanhimpia säilyneitä kuvauksia ikiliikkujista on ranskalaisen Petrus Peregrinuksen suunnittelema laite vuodelta 1269. Laitteessa oli vierekkäin magneetti ja hammasratas. Magneetti veti aina yhtä hammasta kerrallaan puoleen-sa, ja hampaan tultua magneetin kohdalle sama magneetti työnsikin sitä eteenpäin. Laite olisi toiminut, jos magneetti olisi muuttanut vetovoiman poistovoimaksi juuri oikealla hetkellä. Sellaista kykyä magneetilla ei ole.

Kolmesataa vuotta myöhemmin jesuiittapappi Johannes Taisnerius kehitti magneetti-idean yksinkertai-semmaksi, niin ettei vetovoiman tarvinnut enää salaperäisesti muuttua poisto-voimaksi. Taisneriuksen kapineessa kaltevan tason yläpäähän sijoitettu magneetti veti rautapalloa, joka aikansa noustuaan putosi reiästä, vieri takaisin tason alapäähän ja aloitti nousunsa uudelleen.

Tämäkään laite ei toiminut, sillä jos magneetti olisi saanut rautapallon liikkeelle kaltevan tason alapäässä, reiän kohdalla vetovoima olisi ollut jo niin suuri, että rautapallo olisi kilahtanut kiinni magneettiin.

Nykyiset kestomagneetit ovat verrattomasti vahvempia, ja sitä paitsi sähkömagneetilla saadaan vielä vahvem-pia magneettikenttiä. Tosin se vaatii sähkövirtaa eikä kenttä tulee "ilmaiseksi" kuten kestomagneetilla.

Edes voimakas magneetti ei saa vanhoja ideoita toimimaan. Silti yrittäjiä riittää yhä.

Omaa sähköä ikuisesti

Joitakin vuosia sitten eräs suomalainen keksijä ehdotti voimakkaan sähkö-magneetin yhdistämistä vedyn polttoon: magneetti puristaisi kuumat palokaasut yhteen ja nostaisi näin niiden lämpötilan pariintuhanteen asteeseen.

Keksijän laskelmien mukaan vedystä saataisiin energiaa tällä tavalla ainakin sata kertaa enemmän kuin tavallisessa poltossa.

Jos tämä keksintö toimisi, siitä saataisiin tehokas ikiliikkuja. Kun litra vettä hajotetaan vedyksi ja hapeksi, energiaa tarvitaan 4,4 kWh. Kun vety sitten poltetaan takaisin vedeksi, energiaa vapautuu sama 4,4 kWh. Jos vahvalla sähkömagneetilla voitaisiin polttamisessa vapautuva energia nostaa edes kymmenkertaiseksi, saataisiin 44 kWh.

Kun tästä lämmöstä tuotetaan sähköä tavanmukaisella 30 prosentin hyöty-suhteella, sitä tarvitaan 15 kWh siihen, että saadaan 4,4 kWh sähköä. Tämä 4,4 kWh:n sähköenergia käytetään tuon saman veden hajottamiseen, jolloin saadaan taas poltettavaa vetyä. Jäljelle jää 29 kWh, joka voidaan ottaa laitteesta ulos. Tosin osa tästä 29 kilowattitunnista menee tietysti sähkömagneetille, mutta muihin kohteisiin energiaa riittää vielä yltäkylläisesti!



Tällainen sampo olisi kätevä omakotitalon kellarissa: samaa vesilitraa kierrätetään ikuisesti, ja sähköä tulee enemmän kuin ehditään käyttääkään.


Sisältö jatkuu mainoksen alla