Perpetuum mobile, tedy stroj, který soustavně pracuje bez vnějšího zdroje energie, nemůže fungovat, protože první zákon termodynamiky říká: „Celkové množství energie (všech druhů) izolované soustavy zůstává zachováno.“ Energii tedy můžeme pouze přeměňovat, nelze ji vytvořit, ani zničit. A druhý zákon navíc dodává, že všechny přeměny jsou doprovázeny ztrátami, přeměnou na teplo. Fyzikální zákony tedy existenci perpetuum mobile přímo vylučují.

Za vzlínání může kapilární jev

Kapilární jevy mohou způsobit, že kapalina vzlíná po provázku vzhůru, proti působení tíhové síly. Je to dáno povrchovým napětím kapaliny, kdy se voda spíše nasákne do provázku ze smáčivého materiálu, než aby zůstala volně v kontaktu se vzduchem. Smáčivost je způsobena vzájemnou přitažlivostí molekul vody a molekul celulózy, které jsou hlavní složkou bavlněného vlákna.

Je to ovšem tentýž kapilární jev, který zabrání, aby se vytvořila kapka na konci provázku. Zde bude voda rovněž spíše nasáknutá zpět do provázku, než aby vzniklo nové rozhraní vody se vzduchem, nyní dokonce ve větší výšce, proti působení gravitace. Interakce vody se smáčivým provázkem je silnější než interakce se vzduchem, takže nová kapka prostě vzniknout nemůže.

Domácí pokusy

Vámi provedený pokus tedy ukazuje, že nemůžeme po jednom fyzikálním jevu (kapilaritě) chtít dvě protichůdné činnosti. Pro dokreslení problému můžeme provést dva myšlenkové experimenty. Pokud dvě nádoby s vodou umístěné nad sebou propojíme provázkem, bude provázek fungovat jako „potrubí“ a voda postupně přeteče z horní nádoby do dolní. Z tohoto experimentu plyne, že kapilární jevy nemohou „pumpovat“ vodu proti tíhové síle (gravitaci).

Druhý experiment, používaný domácími pěstiteli, využívá kapilárních jevů k zalévání rostlin v době nepřítomnosti. Kbelík s vodou je pomocí provázku propojen s květináčem, kde je konec provázku zahrabán do zeminy. V tomto případě může voda téci „do kopce“, protože na straně květináče opět pomocí kapilárních jevů proudí v zemině. Tam je odebírána kořeny a rostliny ji odpařují. Tím vzniká na horním konci provázku „sucho“, které je doplňováno vodou z kbelíku. V tomto experimentu se tedy nesnažíme vytvořit volnou vodní hladinu (rozhraní vody a vzduchu), ať už vodorovnou, nebo novou kapku, takže kapilární jev můžeme využít k přemístění vody proti tíhové síle. Podobným principem ostatně rozvádí rostliny vodu z kořenů k listům.

To, že nemůžeme sestrojit perpetuum mobile, je důsledek základních fyzikálních zákonů. Zákony zde neznamenají lidský výtvor, ale zobecnění našich pozorování přírody. Zde jste tedy přispěli svým poznatkem, že fyzikální zákony nelze ošálit ani s využitím kapilárních jevů.

Pro Zeptej se vědce odpovídal Martin