Pila lui Karpen

Nicolae Vasilescu Karpen s-a nascut la 22 decembrie 1870 la Craiova si a decedat la 2 martie 1964 la Bucuresti lasand o vasta opera stiintifica.

A fost un renumit om de stiinta, fizician, inginer si inventator roman, lucrand in domeniul elasticitatii, termodinamicii, ingineriei civile, electrochimiei si telefoniei la distanta. Nicolae Vasilescu Karpen a fost si membru titular al Academiei Romane.

Printre cele mai mari realizari ale sale se enumera telefonia prin cablu la mare distanta. In anul 1909 a propus Academiei de Stiinte a Frantei – pentru prima data in lume – folosirea curentilor purtatori de inalta frecventa pentru telefonie la mare distanta. Brusc, capitala stiintei mondiale a luat in seama ingineria romaneasca. Dar probabil inventia prin care este mai cunoscut reprezinta “pila lui Karpen”, sau “pila K” care functioneaza folosind exclusiv caldura mediului ambiant.

Pila electrica se afla astazi la Muzeul National Tehnic “Dimitrie Leonida” si functioneaza fara intrerupere de 56 de ani.

Nicolae Vasilescu a inceput sa lucreze la teoria unei pile electrice care sa genereze energie la nesfarsit, inca inainte de primul razboi mondial. A primit brevetul in anul 1922. Lucrarea sa teoretica se refera la dimensiunile pe care trebuie sa le aiba aparatul si materialele din care trebuie construit. Vasilescu-Karpen sustine in aceasta lucrare ca pila inventata de el va furniza energie electrica la nesfarsit.

Dupa ce teoria a fost scrisa, s-a apucat de lucru. Vasilescu Karpen dorea sa demonstreze printr-un prototip ca tot ceea ce calculase era corect. Prototipul a fost finalizat in 1950.

Mecanismul de functionare

Vasilescu-Karpen a realizat doua pile electrice legate in serie, care alimentau un minimotor galvanometric. Acesta la randul sau, misca o paleta conectata la un comutator. La fiecare jumatate de rotatie, paleta deschidea circuitul, iar la a doua jumatate de rotatie il inchidea. Timpul de rotatie era calculat in asa fel incat pilele sa aiba timp de reincarcare, respectiv pentru refacerea polaritatii in perioada cat circuitul era deschis. Motorul si paletele aveau drept scop demonstrarea faptului ca pilele furnizeaza energie electrica.

Pilele electrice sunt stramosul bateriilor de azi si nu pot functiona mai mult de 5-10 ani, deoarece unul dintre electrozi se corodeaza, iar inlocuirea lui inseamna… o pila electrica noua. Pila Karpen, care exista intr-un seif in Muzeul Tehnicii din Bucuresti functioneaza si astazi, la 60 de ani de la construire.

Controverse

Vasilescu-Karpen dorea sa demonstreze ca se poate realiza o pila care sa furnizeze energie electrica la nesfarsit.

Insa oamenii de stiinta sustin ca nu poate exista un perpetuum mobile, mai exact, pila lui Karpen incalca cel de-al doilea principiu al termodinamicii si mai ales teoria lui W. Thomson care spune ca este imposibil ca o masinarie sa functioneze la infinit alimentandu-se singura.

Principiul al doilea al termodinamicii precizeaza conditiile in care are loc transformarea energiei termice in energie mecanica, referindu-se la caracterul calitativ si nu la cantitatile de energie schimbate. Acest principiu este o particularizare a principiului general al schimburilor de energie, conform caruia transformarile spontane de energie se realizeaza de la potentialul mai inalt spre cel mai scazut.

Insa pila lui Karpen nu este una obisnuita. Folosirea electrozilor din metale nobile a crescut timpul de functionare datorita eliminarii efectelor parazite ale reactiilor chimice care ar fi aparut in cazul utilizarii altor metale. In timp ce anumiti critici sustin ca incalca cel de-al doilea principiu al termodinamicii, altii afirma ca in realitate, pila nu contravine acestui principiu si nici principiului zero in formularea generalizata. Datorita materialelor din care este realizat este posibil ca durata de viata sa creasca considerabil, insa si costul realizarii este pe masura.

Exista si sustinatori care spun ca Vasilescu-Karpen nu a construit un perpetuum mobile, ci doar o pila care foloseste ca sursa de energie temperatura mediului ambiant. Pila lui Karpen ramane destul de controversata.

Alexandru Mironov relata in revista Stiinta si Tehnica ca dispozitivul avea “un electrod de aur, un altul de aur platinat, inchisi in doi cilindri de sticla, muiati in acid sulfuric pur si un mic motoras electric (de fapt, un fel de osciloscop) care imi arata ca pila functioneaza. Functiona atunci, deja, de 31-32 de ani, si, cu cilindrii de sticla umpluti cu H2SO4, va functiona in vecii vecilor. Iata ce mister avem noi langa parcul Libertatii, lasat mostenire de un oltean extraordinar, inginerul-fizician Nicolae Vasilescu-Karpen”.

Autor: Marius, www.descopera.org