Celebra pila Karpen, un fel de „perpetuum mobile” energetic inventat de reputatul inginer fizician Nicolae Vasilescu-Karpen, continuă să funcționeze, fără oprire, de peste 70 de ani! Se spune că invenția stă la baza tehnologiei spaţiale secretă a NASA.
Numele celui care i-a dat “viata” este Nicolae Vasilescu-Karpen. Nascut in 1870 la Craiova, Karpen si-a cladit un nume ca inginer si fizician. Si-a dat doctoratul la Paris si a fost profesor al Universitatii din Lille.
Nicolae Karpen insa va ramane recunoscut insa pentru pila sa. Nu, nu genul de pila pentru care sunt multi romani recunoscuti astazi. Ci pentru o inventie absolut fantastica pentru care unii cauta raspunsuri si in zilele noastre.
Potrivit unei descrieri sumare, o pilă electrică este un dispozitiv electrochimic (o baterie) ce transformă energia rezultată dintr-o reacţie chimică în energie electrică. Este vorba de generare de electroni şi de asigurarea circulaţiei lor într-un anumit sens. La origine, termenul desemna un element unic format din doi electrozi şi un electrolit. Areheologii au descoperit pile electrice ce au funcţionat în urmă cu peste două milenii (cum ar fi cele din Bagdad).
Pila lui Karpen functioneaza, spun unii oameni de stiinta care au studiat-o, folosind exclusiv caldura mediului ambiant.
Si de peste 60 de ani, inregistreaza aceeasi valoare – de 1 Volt. Pila electrica se afla la Muzeul National Tehnic “Dimitrie Leonida” unde nu este insa expusa pentru ca nu exista suficienti bani incat sa fie asigurat un sistem de securitate.
Cum functioneaza Pila Karpen
Construită în anul 1950 (brevetul fusese obţnut de fizicianul român încă din 1924), pila Karpen este un fel de generator de electricitate.
Pila Karpen are electrozi din aur (lucios) şi platină neagră (poroasă) cufundaţi în acid sulfuric de înaltă puritate. A fost catalogată ca pilă de concentraţie fie dintr-o înţelegere greşită a fenomenului, fie din necunoaştere.
Mai putem lua în calcul şi posibilitatea unei dezinformări intenţionate, scopul fiind cel de a nu putea fi reprodusă şi utilizată pe scară largă. Nedovedit, se crede totuşi că este folosită de agenţii spaţiale şi în aplicaţii militare.
Profesorului Ionel Solomon, preşedintele Societăţii Franceze de Fizică în perioada 1973-1974, a exprimat chiar convingerea că, la jumătate de secol după inventarea ei, oamenii s-au folosit de Pila Karpen pentru a ajunge pe Lună.
Povestea autobuzelor rachetă care i-au speriat pe americani!
Nicolae Vasilescu-Karpen a încercat, fără succes, să convingă comunitatea ştiinţifică mondială că a inventat un „perpetuum mobile” în domeniul electric.
Pila lui Karpen a fost expusa in diferite conferinte stiintifice in Paris si Bologna, unde specialistii au incercat sa-i gaseasca diferite explicatii. Nu au ajuns insa la o concluzie clara pentru a explica de ce aceasta pila a depasit cu mult perioada de viata ce ar fi trebuit sa nu depaseasca 10 ani.
“Francezii au fost foarte interesati de acest obiect in anii 70 si au incercat sa-l pastreze. O data cu trecerea timpului, faptul ca aceasta baterie nu a incetat sa produca energie a devenit clar. S-a lansat chiar mitul ca ar fi o masinarie perpetuum-mobile” spunea Nicolae Diaconescu, directorul Muzeului National Tehnic intr-un interviu acordat in 2006.
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.
Cert este ca dispozitivul a ajuns în patrimoniul Muzeului Tehnicii din București, conducerea acestuia preferând să o ţină într-un seif de teamă că ar putea fi furat.
În cele din urmă, începând cu 2013, pila este din nou expusă publicului, iar specialiştii în fizică spun că ea funcţionează şi acum, la peste 70 de ani de la construire.
Cu toate că inedita „baterie” creată acum 68 de ani încă mai produce curent cu tensiune constantă de 1 volt, unii dintre specialiştii care au analizat invenţia de-a lungul timpului au afirmat că pila „nu poate exista”, deoarece pune sub semnul întrebării principiul al doilea al termodinamicii.
Conform lucrării „Termodinamică tehnică – Teorie şi aplicaţii, Vol.1, 1998 (autor Nicolae Băran ş.a.), amintitul principiu precizează condiţiile în care are loc transformarea energiei termice în energie mecanică. „El are un caracter calitativ, arată sensul în care se produc spontan transformările, fără să se refere la cantităţile de energie schimbate. El este o particularizare a principiului general al schimburilor de energie, conform căruia transformările spontane de energie se realizează de la potenţialul mai înalt spre potenţialul mai scăzut”, se menţionează în amintita lucrare.
Dacia D6 Estafette. Cum arăta cea mai rară Dacie din istorie
„Pila Karpen este un dispozitiv ingenios care transformă energia termică absorbită din mediul înconjurător în energie electrică”, afirma, recent, prof. Nicolae Vaszilcsin într-un e-mail.
El susține însă că ea nu este o pilă electrică propriu-zisă, ci un condensator electric, unul mai special. Îl consideră „o realizare de excepţie a unei minţi strălucite”.
„În calitate de condensator electric, pila Karpen are o capacitate redusă, iar curentul generat în circuitul electric este foarte mic.” Timpul de descărcare este foarte scurt, circa 0,5 secunde, iar reîncărcarea se face în aproximativ 18 secunde. În cele 0,5 secunde de descărcare, pila Karpen pune în mişcare motoraşul electric conectat la borne, care funcţionează din inerţie în următoarele 18 secunde, timp în care pila se reîncarcă şi este din nou cuplată la motoraş, „printr-un dispozitiv în care se manifestă spiritul inventiv al lui Nicolae Vasilescu-Karpen.” În timpul reîncărcării, soluţia de electrolit se răceşte și extrage energie termică din mediul înconjurător. „Cu alte cuvinte, nu este perpetuum mobile.”
Povestea DAC 120 DE. Camionul electric al lui Ceaușescu care a uimit o lume întreagă
Un comentariu
Articolul este foarte incoeerent, cu multe informatii inexacte și multe presupuneri . In anul 2018 am incercat sa aduc unele clarificari. Iata care sunt acestea:
În mass media din România au apărut în ultimii ani informaţii bombastice de tipul:
Cea mai mare enigmă a tehnicii românești, deşi unii ingineri o consideră mai mult o legendă, a fost scoasă la lumină la sfârșitul lui 2013, fiind expusă la Muzeul Tehnic “Dimitrie Leonida”. Pilele lui Karpen alcătuiesc practic o baterie care oferă energie de 60 de ani. Din 1979 și până la Revoluţie, unul dintre secretele inexplicabile pe care fostul dictator Nicolae Ceaușescu a decis să-l ţină ascuns a fost sistemul de energie denumit „Pilele lui Karpen”, inventat de inginerul român Nicolae Vasilescu Karpen în 1920.
După 1990, „bateria” a fost lăsată în seiful imens unde era ascunsă de comunişti din lene, era prea complicat să fie amenajată o vitrină pentru expunerea invenţiei.
Pilele lui Karpen, au fost realizate în perioada de dinaintea comunismului, iar acest lucru a trezit ura securiştilor, mai ales că două borcane făceau de zeci de ani ca un eletromotor să funcționeze. Nimeni nu știa să explice exact cum produce energia şi nici acum nu se ştie exact! Așa că Ceaușescu a decis să ascundă minunăția ingineriei capitaliste.
Ba mai mult, comuniştii au vrut să scoată firele de aur și platină din „borcane”. “În 1979 au venit cei de la Poliție și au vrut să ia foițele de aur și de platină. Când au văzut că sunt foarte subțiri și nu e nicio comoară de metale prețioase au decis să bage Pilele lui Karpen într-un seif Fichette”, ne povestește directoarea muzeul „Dimitrie Leondida” din Capitală, Laura Maria Albani.
Pilele lui Karpen nu sunt așa de spectaculoase pentru ochiul vizitatorilor. Cine urcă până la etajul 1 al frigurosului muzeu vede doar două recipiente cu pilele scufundate în acid sulfuric. „Din cele două recipiente ies două fire legate de un electromotor. Din păcate electromotorul este deteriorat și doar dacă se înlătură vitrina și se trage de un fir, vizitatorul poate observa că sursa inepuziabilă de energie creată de Karpen încă funcționează şi are o tensiune constantă. Însă acest lucru se întâmplă de două-trei ori pe an”, ne mai explică Laura Maria AlbaniMaria Albani.
Directoarea spune că s-a ajuns în această situație pentru că muzeul și nepoții lui Karpen au cerut să nu se înlocuiască electromotorul vechi cu unul nou. “Asta a fost dorința nepoților și cred ca așa este și bine pentru un muzeu, să păstreze piesele originale”, adaugă aceasta.
Cum o replică nu s-a făcut, vizitatorul nu poate vedea „pe viu” că bateria muzeului creată în 1950 după invenţia brevetată în 1920 încă funcționează şi produce curent la tensiunea de un volt. Nimeni nu vede ridicolul situației. Muzeografii sunt așa de “entuziasmați” de minunea lui Karpen, încât sunt gata să-ți spună că totul e o palăvrageală, că Pilele lui Karpen nu sunt un perpetuum mobile de clasa a doua pentru că nu produce energie din nimic, ci îl produce cu ajutorul căldurii din atmosferă.
Dispozitivul este format din electrozi (unul pozitiv și unul negativ) din metale nobile – aur, platină, iridium – care nu sunt atacate de electrolittul în care se găsesc scufundate. Electrozii diferă prin structura fizică a suprafețelor în contact cu electrolitul. Pila lui Karpen are ca şi combustibil oxigenul din aer care este dizolvat în acidul sulfuric pur și apoi este absorbit de suprafața spongioasă a panglicii catodice de aur platinat.
„Pilele K sunt un perpetuum mobile de speţă a doua. După părerea cercetătorilor de atunci şi chiar de acum, este irealizabilă dar ea funcţionează de peste 60 de ani”, este explicaţia dată de nepotul lui Nicolae Vasilescu-Karpen.
Pentru că nu am putut să înţeleg că „nevoia de senzaţional” şi preluarea şi „aruncarea” unor informaţii în spaţiul public fără a încerca o minimă documentare voi face câteva consideraţii bazate pe documente care se află la Muzeul Tehnic, sau pe literatura de specialitate.
În anul 1979 Academia Română dona Muzeului Tehnic, cu concursul academicianului Matei G. Marinescu, trei obiecte, care erau înregistrate în unul dintre registrele muzeului cu următoarele denumiri: „pilă K cu vas de sticlă”, „electrod pentru pilă K cu vas de sticlă” şi „electromotor oscilant utilizat la instalaţia pilelor K”. Patru ani mai târziu muzeografa Iosif Valentina întocmea o fişă analitică de evidenţă cu nr. 537 pentru „Pile K” 2 buc. Din această fişă analitică aflăm că cele două „pile K” inventate de prof. Vasilescu Karpen sunt cu electrozi de aur şi platină cenuşie, având ca electrolit (soluţie) de acid sulfuric. Mai aflăm că electrozii sunt susţinuţi de un cadru de sticlă montat în interiorul unui vas cilindric. Alte două vase cilindrice protejează şi închid pilele. Vasul exterior are două proeminenţe în partea superioară pentru ieşirea firelor conductoare. Capacul acestui vas este etanşat cu ceară roşie. Cele două pile se află într-o cutie metalică paralelipipedică, umplută cu nisip în scopul unei stabilităţi perfecte.”
Pilele Karpen expuse pe sectorul electricitate la Muzeul Tehnic
Explicaţiile muzeografei mai sus menţionate nu sunt destul de riguroase şi detaliate pentru a putea să înţelegem ce este Pila K şi care este modul ei de funcţionare, motiv pentru care am căutat în literatura de specialitate mai multe informaţii. Aşa am aflat că Nicolae Vasilescu Karpen s-a născut la Craiova în ziua de 28 noiembrie 1870. A fost absolvent al Şcolii Naţionale de Poduri şi Sosele, obţinând diploma de inginer în anul 1881. După terminarea studiilor superioare a fost angajat la Ministerul Lucrărilor Publice, în anul 1891, unde a lucrat pana în 1894, realizând importante lucrări ingineresti rutiere şi feroviare.
A plecat la Paris în anul 1899, unde a urmat cursurile Şcolii superioare de Electricitate, şi în acelasi timp cursurile Facultăţii de Ştiinte, sectia Fizică, la Universitatea Sorbona.
Şi-a continuat studiile şi cercetările pentru doctorat cu profesorii Gabriel Lippmann, Henri Poincaré şi Henri Moissan, obtinând titlul de doctor în anul 1904, cu teza „Cercetări asupra efectului magnetic al corpurilor electrice în miscare”. Teza, devenita clasică, l-a facut cunoscut pe inginerul fizician în comunitatea ştiinţifică mondială. Universitatea din Lille i-a incredintat Catedra de electrotehnică, la care a predat numai un trimestru. Animat de patriotism s-a întors în ţară, fiind numit în 1905 primul profesor al catedrei de electrotehnică de la Scoala Naţională de Poduri şi Şosele din Bucureşti.
A fost numit apoi director al Şcolii de Poduri şi Şosele (1918). În această calitate a dezvoltat învăţământul politehnic superior românesc, transformând instituţia în Şcoala Politehnică din Bucureşti în anul 1920, al cărei rector a fost până în anul 1940.
Începând din anii `20 Nicolae Vasilescu Karpen a făcut cercetări cu numeroase pile, din care amintim: „”Pile cu un singur lichid, în general soluţie alcalină de diverse concentrări, în care sunt introduşi doi electrozi din metale inatacabile, din care unul este de obicei din platină platinată”, „Pile cu un singur lichid alcalin, unul din electrozi fiind complet înmuiat în soluţie, celălalt electrod identic cu cel dintâi atingând numai suprafaţa lichidului, „Pile cu două lichide nemiscibile, conţinând sodă în soluţie, electrozii identici fiind de platină”. În anul 1925 Karpen a publicat o lucrare sub titlul „Mişcarea perpetuă de speţa a 2-a este o consecinţă necesară a atomisticii”. În anul 1926 Nicolae Vasilescu Karpen a prezentat Societăţii franceze de fizică unele dintre pilele realizate de el şi s-a lovit de numeroase obiecţii ale fizicienilor francezi.
În anul 1956 N.V. Karpen a conceput un prototip numit în literatura de specialitate pila K2, pe care o numeşte o „pilă termoelectrică cu temperatură uniformă”.
Pila K2 este alcatuită dintr-un „tub de sticlă de 7 cm diametru şi de 25 cm înălţime. Electrodul pozitiv este format dintr-o panglică de aur pur platinat de 2 m lungime, 6 mm lăţime şi 0,04 mm grosime, înfăşurată pe un suport de sticlă. De o parte şi de alta a electrodului pozitiv se găsesc 2 electrozi identici ca formă cu electrodul pozitiv, panglicile de câte 2 m fiind din aur pur, cu suprafaţă lucie, astfel cum au ieşit din laminor. Aceşti electrozi legaţi în paralel constituie electrodul negativ al pilei. Electrolitul folosit este acid sulfuric pur. Tubul ce conţine pila este astupat cu un capac parafinat”
Pilele alimentează un minimotor galvanometric care acţionează o paletă conectată la un comutator, astfel că, la fiecare jumătate de rotire, paleta deschidea circuitul, pentru ca la a doua jumătate de rotatie, sa-l inchida. acest motor este alimentat intermitent de pilă, respectiv contact de 0,5 secunde şi repaus 18 secunde.
Iată ce afirma N. V. Karpen despre această pilă:
„pila k2 este o pilă de concentraţie cu oxigen. Oxigenul din aerul dizolvat în electrolit este absorbit de suprafeţele electrozilor, mult mai mult de către pătura de platină neagră, care acoperă electrodul pozitiv (catod) decât de suprafaţa aurului formând electrodul negativ (anod)”… „Toate proprietăţile acestei pile se explică complet , considerând-o ca o pilă de concentraţie cu oxigen, deosebită de pilele de concentraţie obişnuite, prin fenomenul de autogenerare şi prin intervenţia fenomenului de difuziune compensată.
„pila k2 este o pilă care îşi împrumută exclusiv şi indefinit energia din căldura mediului ambiant de temperatură constantă.”..
„pila k2 este complet reversibilă datorită fenomenului de difuziune compensată”.…”S-a realizat astfel efectiv ceea ce se numeşte un Perpetum Mobile de Speţa a Doua; adică un motor care se mişcă cu energie captată, de temperatură constantă.”
N. V. Karpen a încercat să demonstreze cele afirmate astfel:
-verificând reversibilitatea pilei prin trecerea „unei anumite cantităţi de electricitate” în cele două sensuri, după care a constatat că pila revine „exact” la starea iniţială.
-măsurând „forţa electromotoare a pilei în funcţie de intensitatea curentului produs” timp de 40 de minute.
-măsurând coeficientul de temperatură al unei pile asemănătare, introdusă într-un termostat în obscuritate, menţinută circa 10 zile la temoeratura de 20ºC, până când f.e.m. s-a stabilizat la 203,7 mV, după care temperatura a fost ridicată la 47 ºC şi menţinută timp de 10 zile, f.e.m. stabilindu-se la 255 mV (aceste experienţe au fost repetate de câteva ori, urcând şi coborând alternativ temperatura între 20 şi 47 ºC cu rezultate similare).
Continuând documentarea am găsit în Tratatul de chimie generală, al lui C. D. Neniţescu aşa numitul “Electrod de hidrogen”, foarte asemănător cu pilele Karpen, dar cu o funcţionare complet diferită faţă de modul de funcţionare pe care îl propune N. V. Karpen. Dar ce este un electrod de hidrogen? Este compus dintr-o placă de platină platinată (adică o platină acoperită prin depunere electrolitică, cu un strat subţire de platină spongioasă, numită negru de platină), cufundată în soluţia apoasă diluată a unui acid (de obicei H2SO4 ), care conţine ioni de hidrogen (H3O+). Prin soluţie se trece un curent slab de hidrogen astfel încât gazul să devină în contact cu metalul. Hidrogenul se dizolvă în platina spongioasă sub formă de atomi de H2, care au tendinţa de a trimite H+ în soluţie comportându-se ca un metal.
Reacţia chimică care are loc este următoarea:
½ H2 ↔ H+ + e –
Formula electrodului de hidrogen este : Pt / H2 / H+
La electrodul de oxigen are loc reacţia:
2 HO– ↔ ½ O2 + H2 o + 2 e –
Formula electrodului de oxigen este : Pt / O2 / HO
S-a convenit ca electrodul de referinţă al cărui potenţial este considerat convenţional egal cu zero, la orice temperatură, să fie electrodul de hidrogen în condiţii standard, adică o placă de platină platinată (acoperită cu negru de platină) imersată într-o soluţie apoasă acidă, în care activitatea ionului de hidroniu este egală cu unitatea (pe scara molară), iar presiunea hidrogenului gazos barbotat prin sistem este egală cu o atmosferă. Acesta este numit electrodul normal de hidrogen sau electrodul standard de hidrogen (ESH).
Tot în Tratatul de chimie generală, al lui C. D. Neniţescu am găsit cum sunt definite pilele de concentraţie.
Pilele de concentraţie sunt formate din doi electrozi identici, care diferă prin concentraţia soluţiei de electrolit. Curentul apare datorită tendinţei de egalare a celor două concentraţii.
Cele două soluţii de concentraţii diferite se separă printr-o diafragmă poroasă sau se unesc printr-un sifon electrolitic .
Observaţie:
Potenţialul de difuzie apare şi la alte pile, nu numai la cele de concentraţie, dacă există diferenţe de concentraţie la joncţiunea lichid-lichid. În pilele de concentraţie (de electrolit) nu au loc reacţii chimice; se produce un transport de substantă de la o soluţie de electrolit mai concentrată la una mai diluată. Conţin doi electrozi identici, introdusi în soluţiile aceleaşi sări dar de concentraţii diferite, de ex:
(-)Ag/AgNO3(c2;a2)//AgNO3(c1;a1)/Ag (+), pentru care: E = (RT/F)ln(a1/a2)
Pila H2/O2 poate constitui un ex. de pila reversibilă cu gaz:
(-)(Pt), H2(g)/sol. acidă sau alcalină/O2(g),(Pt)(+).
Având în vedere cele de mai sus am încercat să trag nişte concluzii despre Pilele Karpen.
1. Pila Karpen a fost catalogată de N.V. Karpen drept pilă de concentraţie, deşi electrozii sunt diferiţi, din Au şi Pt, iar soluţia este una singură – acid sulfuric concentrat, ceea ce este mult prea departe de definiţie. Mai mult, între cele două vase nu există acea membrană sau o punte salină ceea ce înseamnă că sunt două elemente distincte.
2. Nu am găsit în literatura de specialitate termenul de difuziune compensată pe care îl introduce N.V. Karpen. Am găsit în DEX pentru difuziune următoarea definiţie: DIFUZIÚNE . Întrepătrundere a două lichide puse în contact fără a fi agitație. ♦ Pătrundere, propagare a moleculelor unui corp în masa altui corp.
Difuzia este un proces de amestecare spontan inițiat (datorită principiului „Mișcării lui Brown”) a particulelor a două substanțe, acționând treptat până la completa și ireversibila omogenitate a acestora. Cele două substanțe pot să fie substanțe gazoase, lichide sau solide.
3. Explicaţiile lui N. V. Karpen pentru a demonstra funcţionarea Pilelor Karpen sunt în opinia mea indirecte şi reprezintă mult prea puţin pentru a putea să susţinem că aceste pile contrazic Principiul al II-lea al Termodinamicii şi sunt un Perpetum Mobile de Speţa a II –a.
4. Prestigioşi oameni de ştiinţă nu au fost convinşi de explicaţiile lui N. V. Karpen. Dintre aceştia amintim: Charles Fabry (fost profesor de fizică generală la Sorbona, membru al Academiei Franceze de Ştiinţe), Maria Sklodowska Curie (doctor în ştiinţe, singura femeie ce a obţinut Premiul Nobel în două domenii, fizică şi chimie), Jean Perrin (fizician francez laureat al Premiului Nobel pentru fizică), Paul Langevin (profesor de fizică şi membru al Academiei Franceze de Ştiinţe), etc.
Fără a nega caracterul de noutate şi valoarea Pilelor Karpen consider că ar trebui să se găsească o altă explicaţie pentru funcţionarea lor. Această explicaţie trebuie să cuprindă în primul rând argumente ştiinţifice date de specialiştii din domeniu.
Aceste consideraţii personale au fost expuse la masa rotunda “N.V. Karpen om de ştiinţă şi inventator de excepţie” organizată de IRE la 29 mai 2014 şi au fost publicate în articolul “Consideraţii asupra Pilelor Karpen” apărut în revista Energetica din anul 2015.
În revista Ştiinţă şi Tehnică din 31 iulie 2016, a apărut articolul “Mecanismul generării energiei electrice în pilele Karpen” realizat de profesorii Nicolae Vaszilcsin și Dănuț-Ionel Văiereanu. Aceştia emit ipoteza că pilele Karpen sunt capacitoare (condensatoare) cu auto încărcare, iar apariţia unui gradient de temperatură între pila Karpen şi mediul înconjurător este responsabilă de transferul de energie termică de la mediu la pila Karpen și, implicit, de funcționarea pe perioadă îndelungată a pilei. Fără existența acestui gradient de temperatură, pila ar intra într-o fază de amortizare a funcționării în timp, conducând în final la oprirea motorului. Pila Karpen nu contrazice astfel principiul II al termodinamicii, adică nu este un perpetuum mobile de speța II.