ಸದಸ್ಯ:Vibha712/ನನ್ನ ಪ್ರಯೋಗಪುಟ/2
ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಾಲನ ಯಂತ್ರ ಬದಲಾಯಿಸಿ
ಅನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಮುಂದುವರಿಯುವ ಚಲನೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಯಂತ್ರವನ್ನು ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಾಲನ ಯಂತ್ರವೆಂದು ಕರೆಯಲಾಗಿದೆ.[೧] ಇಂತಹ ಯಂತ್ರ ಶಕ್ತಿ(ಎನರ್ಜಿ)ಯ ಮೂಲವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ ಕೆಲಸವನ್ನು(ವರ್ಕ್)ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಮೊದಲನೆಯ ಮತ್ತು ಎರಡನೆಯ ಕಾಯ್ದೆಗಳನ್ನು ಉಲ್ಲಂಘಿಸುವುದರಿಂದ, ಇಂತಹ ಯಂತ್ರವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ. ಸೀಮಿತ ಮೂಲದಿಂದ ಶಕ್ತಿ(ಎನರ್ಜಿ)ಯನ್ನು ಪಡೆಯುವ ಯಂತ್ರಗಳು ಅನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಕಾನೂನುಗಳು ಅತಿ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಸಹ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತವೆ.ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಗ್ರಹಗಳ ಪರಿಭ್ರಮಣ ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಾಲನವಾಗಿ ಕಾಣಿಸಿದರೂ, ಅವು ತಮ್ಮ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು(ಕೈನೆಟಿಕ್ ಎನರ್ಜಿಯನ್ನು) ಸೌರ ಮಾರುತಗಳಿಗೆ, ಅಂತರತಾರಾ ಮಧ್ಯಮದ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ, ಗುರುತ್ವ ವಿಕಿರಣಗಳ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣಗಳ ವಿರುದ್ಧ ಉಪಯೋಗಿಸಿ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ಗ್ರಹಗಳ ಚಲನೆ ಶಾಶ್ವತವಾಗಿ ಮುಂದುವರೆಯುವುದಿಲ್ಲ.
ಚರಿತ್ರೆ ಬದಲಾಯಿಸಿ
ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಾಲನ ಯಂತ್ರಗಳ ಚರಿತ್ರೆ ಮಧ್ಯ-ಯುಗದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾರಂಭವಾಯಿತು.ಇಂತಹ ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ ಅನೇಕ ಪ್ರಯತ್ನಗಳನ್ನು ಮಾಡಲಾಯಿತು.
ಮೂಲಭೂತ ತತ್ವಗಳು ಬದಲಾಯಿಸಿ
ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿದ ಒಂದು ವ್ಯವಸ್ತೆಯಲ್ಲಿ(ಐಸೊಲೇಟೆಡ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನಲ್ಲಿ) ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಲನೆಯು ಮೊದಲನೆಯ ಕಾಯ್ದೆ ಅಥವ ಎರಡನೆಯ ಕಾಯ್ದೆ ಅಥವ ಎರಡೂ ಕಾಯ್ದೆಗಳನ್ನು ಉಲ್ಲಂಘಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುವುದು ಒಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಕ ಒಮ್ಮತ.[೨]
- ಮೊದಲನೆಯ ಕಾಯ್ದೆ "ಲಾ ಆಫ್ ಕಂಸರ್ವೇಶನ್ ಆಫ್ ಎನರ್ಜಿ"ಯ ಮತ್ತೊಂದು ರೂಪ.
- ಎರಡನೆಯ ಕಾಯ್ದೆಗೆ ಎರಡು ರೂಪಗಳಿವೆ:
- ಶಾಖ(ಹೀಟ್) ಯಾವಾಗಲು ಉಷ್ಣಾಂಶ ಹೆಚ್ಚಿರುವ ಜಾಗದಿಂದ ಉಷ್ಣಾಂಶ ಕಡಿಮೆಯಿರುವ ಜಾಗಕ್ಕೆ ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತವಾಗಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ.
- ಕಾರ್ನಾಟ್ ಹೀಟ್(ಶಾಖ) ಎಂಜಿನ್‌ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು(ಎಫಿಶ್ಯಂಸಿ) ಯಾವ ಹೀಟ್ ಎಂಜಿನ್‌‌ನಿಂದ ಮೀರಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ.
ವರ್ಗೀಕರಣ ಬದಲಾಯಿಸಿ
- ಮೊದಲನೆ ರೀತಿಯ ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಾಲನ ಯಂತ್ರ: ಶಕ್ತಿಯ ಕೂಡುವಳಿ ಇಲ್ಲದಿದ್ದರು ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ.ಆದ್ದರಿಂದ ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಮೊದಲನೆಯ ಕಾಯ್ದೆಯನ್ನು ಉಲ್ಲಂಘಿಸುತ್ತದೆ.
- ಎರಡನೆ ರೀತಿಯ ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಾಲನ ಯಂತ್ರ: ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತವಾಗಿ ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು(ಥರ್ಮಲ್ ಎನರ್ಜಿಯನ್ನು) ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ(ವರ್ಕ್) ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕೆಲಸ ಸಮಾನವಾಗಿದ್ದರೆ "ಲಾ ಆಫ್ ಕಂಸರ್ವೇಶನ್ ಆಫ್ ಎನರ್ಜಿ"ಯನ್ನು ಉಲ್ಲಂಘಿಸದಿದ್ದರು,ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಎರಡನೆಯ ಕಾಯ್ದೆಯನ್ನು ಉಲ್ಲಂಘಿಸುವುದರಿಂದ ಇಂತಹ ಯಂತ್ರವನ್ನು ಎರಡನೆಯ ರೀತಿಯ ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಾಲನ ಯಂತ್ರವೆಂದು ಕಾರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
- ಮೂರನೆ ರೀತಿಯ ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಾಲನ ಯಂತ್ರ: ಅನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಚಲನೆಯನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಘರ್ಷಣೆ ಮತ್ತು ಕೆಲಸ(ವರ್ಕ್)ವನ್ನು ವ್ಯರ್ಥಮಾದುವ ಕೆಲವು ಶಕ್ತಿ(ಫೊರ್ಸ್)ಗಳನ್ನು ವರ್ಜಿಸುವ ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ಮೂರನೆ ರೀತಿಯ ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಾಲನ ಯಂತ್ರಗಳೆಂದು ಕಾರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
ತಂತ್ರಗಳು ಬದಲಾಯಿಸಿ
ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಲನೆಯ ಯಂತ್ರ ವಿನ್ಯಾಸಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ವಿಚಾರಗಳು ಪುನರಾವರ್ತಿತವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ:
- ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳು(ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ಗಳು): ಯಾವುದೇ ಸ್ಪಷ್ಟ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವಿಲ್ಲದೆಯೇ ದೂರದಿಂದ ಚಲನೆಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುವ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳ ನಿಗೂಢ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ದೀರ್ಘಕಾಲದ ಆವಿಷ್ಕಾರಕರಿಗೆ ಮನವಿ ಮಾಡಿದೆ.ಕಾಂತೀಯ ಮೋಟರ್ನ ಆರಂಭಿಕ ಉದಾಹರಣೆಯನ್ನು ಜಾನ್ ವಿಲ್ಕಿನ್ಸ್ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು: ಇದು ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ ಹೊಂದಿರುವ ರಾಂಪ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡು, ರಾಂಪ್ ಇನ ಮೂಲಕ ಲೋಹದ ಚೆಂಡನ್ನು ಮೇಲಕ್ಕೆ ಎಳೆಯುತ್ತಿತು. ಆಯಸ್ಕಾಂತದ ಬಳಿ ಚೆಂಡನ್ನು ರಾಂಪ್ನ ಕೆಳಗೆ ಇಳಿಸಲು ಮತ್ತು ಕೆಳಕ್ಕೆ ಹಿಂತಿರುಗಲು ಅನುಮತಿಸುವ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ರಂಧ್ರವಿತ್ತು. ಅದನ್ನು ಮತ್ತೆ ಮೇಲಕ್ಕೆ ಹಿಂತಿರುಗಲು ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಡುವ ಒಂದು ಫ್ಲಾಪ್ ಅದರಲ್ಲಿತ್ತು.
- ಗುರುತ್ವ ಆಕರ್ಷಣೆ(ಗ್ರಾವಿಟಿ): ದೂರದಿಂದಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಶಕ್ತಿಗೆ ಯಾವ ಮೂಲವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ ಇದರಿಂದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕೆಲಸವನ್ನು ಪದೆಯಬೇಕೆಂದರೆ ಶಕ್ತಿ(ಎನರ್ಜಿ)ಯನ್ನು ಯಾವುದಾದರು ರೂಪದಲ್ಲಿ ಇದಕ್ಕೆ ನೀಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಭಾಸ್ಕರ್ರವರ ಚಕ್ರ(ಅಸಮತೋಲನದ ಚಕ್ರ) ಇದರ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆ ಯಾಗಿದೆ. ಚಲಿಸುವ ತೂಕಗಳು ಒಂದು ಚಕ್ರದೊಂದಿಗೆ ಬಿಗಿಸಲಾಗಿರುತ್ತವೆ.ಚಕ್ರದ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಅರ್ಧಭಾಗಕ್ಕೆ ಈ ತೂಕಗಳು ಚಕ್ರದ ಮಧ್ಯದಿಂದ ದೂರಕ್ಕೆ ಬೀಳುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಇತರ ಅರ್ಧಭಾಗಕ್ಕೆ ಮಧ್ಯದಿಂದ ಹತ್ತಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಮಧ್ಯದಿಂದ ದೂರವಿರುವ ತೂಕಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಟಾರ್ಕ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವುದರಿಂದ[೩], ಚಕ್ರವು ಶಾಶ್ವತವಾಗಿ ತಿರುಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿತ್ತು. ಆದರೆ ಚಕ್ರದ ಮಧ್ಯದಿಂದ ದೂರವಿರುವ ತೂಕಗಳ ಭಾಗವು ಹತ್ತಿರ ಇರುವ ಭಾಗಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ತೂಕಗಳು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ ಟಾರ್ಕ್ ಸಮತೋಲಿತವಾಗಿ ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಲನೆ ಅಸಾಧ್ಯ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಾಲನ ಯಂತ್ರಗಳ ಉದಾಹರಣೆ(ಹೊರನೋಟದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ) ಬದಲಾಯಿಸಿ
ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಲನೆಯು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆ(ಸಿಸ್ಟಮ್)ಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರಬಹುದು. ಆದರೆ ನಿಜವಾದ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿಲ್ಲದಿರುವುದರಿಂದ, ಯಾವುದೇ ನಿಜವಾದ ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಾಲನ ಯಂತ್ರಗಳು ಇಲ್ಲ. ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಚಲನೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸುವ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳು ಮತ್ತು ತಾಂತ್ರಿಕ ಕರಡುಗಳು ಇವೆ. ಆದರೆ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಮೇಲೆ ಅವು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸಂಪನ್ಮೂಲ ಅಥವಾ ಸುಪ್ತ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಸೇವಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ತಿಳಿಯುತ್ತದೆ.ಆದ್ದರಿಂದ ಈ ಸಾಧನಗಳಿಂದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕೆಲಸವನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ.
- ಸಂಪನ್ಮೂಲ ಸೇವಿಸುವ ಯಂತ್ರಗಳು:
- "ಡ್ರಿಂಕಿಂಗ್ ಬರ್ಡ್" ಎಂಬ ಆಟಿಕೆ ಉಷ್ಣಾಂಶದ ಸಣ್ಣ ಇಳಿಜಾರುಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಲಾ ನೀರು ಆವಿಯಾಗುವವರೆಗೂ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
- "ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿ ಆಕ್ಷನ್-ಆಧಾರಿತ ನೀರಿನ ಪಂಪ್" ಉಷ್ಣಾಂಶದ ಸಣ್ಣ ಇಳಿಜಾರುಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಆವಿ ಒತ್ತಡ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
- "ಅಟ್ಮಾಸ್ ಗಡಿಯಾರ" ಉಷ್ಣಾಂಶದೊಂದಿಗೆ ಆಗುವ ಎಥೈಲ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್‌ನ ಆವಿಯ ಒತ್ತಡದ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಗಡಿಯಾರದ ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್‌ನನ್ನು ತಿರುಗಿಸಲು ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗಿದೆ.
- ಚಿಂತನೆಯ ಪ್ರಯೋಗಗಳು:
- "ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ಸ್ ಡೀಮನ್" : ಶಕ್ತಿಯುತ ಅಣುಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡುವ ಮತ್ತು ತಮ್ಮ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊರತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ "ಡೀಮನ್"ನನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಎರಡನೇ ಕಾಯ್ದೆಯು ಕೇವಲ ಸಂಖ್ಯಾಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲು ಇಂತಹ ಮೂಲತಃ ಸೂಚಿಸಲಾಗಿತ್ತು.ನಂತರದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ (ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗ), "ಎಂಟ್ರೋಪಿ" ಒಟ್ಟಾರೆ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗದ ಇಂತಹ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ದೈಹಿಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯರೂಪಕ್ಕೆ ತರಲು ಯಾವುದೇ ಮಾರ್ಗವಿಲ್ಲ ಎಂದು ತೋರಿಸಿವೆ.
ಫೈನ್ಮನ್‌ನ ಬ್ರೌನಿಯನ್ ರಾಟ್ಚೆಟ್ - "ಬ್ರೌನಿಯನ್ ರಾಟ್ಚೆಟ್" : ಈ ಚಿಂತನೆಯ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ಒಂದು ಪ್ಯಾಡಲ್ ವೀಲ್ ಅನ್ನು ರಾಟ್ಚೆಟ್ಗೆ ಅಂಟಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬ್ರೌನಿಯನ್ ಚಲನೆಯಿಂದ ಅನಿಲ ಅಣುಗಳು ಪ್ಯಾಡ್ಲ್ಗಳನ್ನು ತಾಕುತ್ತವೆ ಆದರೆ ರಾಟ್ಚೆಟ್ ಅದನ್ನು ಒಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ತಿರುಗಿಸಲು ಮಾತ್ರ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಅಣುಗಳ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ರಾಟ್ಚೆಟ್ ಅನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿದಾಗ, ಬ್ರೌನಿಯನ್ ಚಲನೆ ಕೂಡಾ ರಾಟ್ಚೆಟ್ನ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಈ ಯಂತ್ರ ಯಾದೃಚ್ಛಿಕವಾಗಿ ವಿಫಲಗೊಳ್ಳುವ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ನಿವ್ವಳ ಲಾಭವಿಲ್ಲ.
