Drömmen om en outsinlig energikälla

Uppståndelsen blev stor när Svenska Dagbladet den 25 mars 1975 gick ut med nyheten om en helt revolutionerande svensk uppfinning som påstods kunna lösa alla våra energiproblem. Samma morgon, på profeten Mohammeds födelsedag, mördades Saudiarabiens kung Feisal. Världen skulle snart få sin andra oljekris. Den första oljekrisen började två år tidigare, efter oktoberkriget 1973 mellan å ena sidan Egypten och Syrien och å andra sidan Israel. I Sverige ransonerades drivmedel och bränsle under en kort period. Utbyggnaden av kärnreaktorer påskyndades, under motstånd från Centerpartiet. Dess ordförande Thorbjörn Fälldin skulle komma att bli statsminister 1976. Kung Feisal hade varit en ledande person bakom beslutet i Kuwait 1973 att minska oljeproduktionen. I tidningsartikeln var det ingen mindre än Baltzar von Platen, en av 1900-talets riktigt stora uppfinnare i Sverige, som avslöjade att han lämnat in en patentansökan vilken nu skulle bli offentlig. ## Förvirrade på en högre nivå Redan som student blev von Platen känd. Tillsammans med studiekamraten Carl Munters hade han, som examensarbete år 1922 på Kungliga Tekniska högskolan, uppfunnit ett kylskåp utan rörliga delar. Ett kylskåp som därför inte krävde en kompressor utan kunde drivas exempelvis med energin från en gaslåga. Uppfinningen exploaterades av Electrolux och blev en världssuccé. Hade Baltzar von Platen lyckats ännu en gång, nu med ett storverk av världshistorisk betydelse? Våren 1975 var förvirringen stor bland svenska politiker och samhällsdebattörer. Även en del ingenjörer och naturvetare kände sig osäkra. Baltzar von Platen hävdade att hans maskin fullständigt kunde omvandla värmeenergi till mekanisk energi, vilket skulle strida mot termodynamikens andra huvudsats. ## Evig rörelse, inte evighetsmaskin Hade han alltså lyckats sätta fysikens grundvalar i gungning? Nej, så var det inte. Efter ett tag dog diskussionen ut, och någon prototyp blev aldrig byggd. Det skulle, enligt Baltzar von Platen, ha kostat 40 miljoner kronor i dåtidens penningvärde. En bagatell om man hade kunnat lösa världens energiproblem, men ändå för mycket pengar att satsa på ett projekt som kullkastade en av fysikens väl bekräftade lagar. Som så många gånger förr innehöll konstruktionen ett tankefel. En riktig evighetsmaskin, ett perpetuum mobile, levererar mer energi än vad som tillförs. Idén om en sådan stupar på den mest fundamentala av naturlagarna, termodynamikens första huvudsats som innebär att energi aldrig kan förintas eller skapas; den kan bara omvandlas mellan olika former. Även om ett vattenhjul går år efter år, utan mänskligt ingripande, har det inte ens en avlägsen släktskap med en evighetsmaskin. Visserligen kan vattenhjulet rotera oavbrutet – åtminstone så länge det regnar och blåser på vår jord och maskinen inte går sönder. Men regn och blåst kan inte uppkomma utan energi från solens strålar, som i sin tur alstras av kärnreaktioner i solen. Moderna klockor brukar drivas med elektricitet, men förr drog man upp ett lod eller en fjäder för att klockan inte skulle stanna efter ett tag. Det fanns också sinnrika konstruktioner där ett bordsur bara gick och gick, till synes utan att man behövde göra något. Sådana klockor kunde få energi från kolvar som påverkades av de naturliga variationerna i lufttrycket, eller från stavar som ändrade sin längd genom temperaturförändringar i rummet. Återigen kan vi härleda rörelsens ursprung till solen. Evighetsmaskiner är de alltså inte. Men det är ofta lockande att bryta mot lagar, och termodynamikens första huvudsats utgör inget undantag. Det ligger något fascinerande i hur många människor som ägnar år av sina liv åt att försöka konstruera en äkta evighetsmaskin – något som skulle bli mänsklighetens största uppfinning någonsin. Numera gäller det oftast personer utan djupare naturvetenskaplig skolning, men tidigare har många av de stora tänkarna brottats med problemet. Det första dokumenterade förslaget är från 1100-talet. Fortfarande kommer det en strid ström av idéer till evighetsmaskiner. Några av dem har till och med beviljats patent. Patentanspråket kan då gälla en mycket invecklad konstruktion, där man avsiktligt har lyckats dölja anknytningen till perpetuum mobile. Det är alltså fruktlöst att försöka bryta mot termodynamikens första huvudsats, som ofta kallas energiprincipen. Dess innebörd är lätt att inse. Termodynamikens andra huvudsats är däremot betydligt svårare att förstå. Den brittiske författaren och forskaren C.P. Snow gjorde den känd i en vidare krets när han i ett berömt föredrag 1959 myntade begreppet de två kulturerna. Snow menade, något provokativt, att okunskap om andra huvudsatsen kan jämställas med att inte ha läst något av Shakespeare. ## Energi med varierande kvalitet Andra huvudsatsen är nödvändig för att kunna beskriva den fysiska världen och många av dess vardagsfenomen. Det finns flera, skenbart olika men fysikaliskt sett ändå likvärda, formuleringar. De innebär, helt kort, att energi kan ha varierande kvalitet. Vid omvandling mellan olika energiformer kan kvaliteten totalt sett inte öka. Tvärtom – den minskar nästan alltid. Värmeenergi har den allra lägsta kvaliteten, och kan därför inte fullständigt omvandlas till annan energi, som rörelseenergi i ett fordon eller elektrisk energi. ## Utmanade naturens lag Om en sådan total omvandling hade varit möjlig skulle man utan bränsle kunna driva en båt. Man ”lånar” då värmeenergi från vattnet, omvandlar denna till rörelseenergi för båten och ”lämnar sedan tillbaka” energin till vattnet när detta gör motstånd mot båtens rörelse. Ingen energi kan ju försvinna enligt första huvudsatsen. Medan apparaterna i exemplen ovan bygger på enkla och lätt fattbara resonemang, kräver en analys av försök att bryta mot termodynamikens andra huvudsats ofta betydligt djupare kunskaper. Tankefelet i Baltzar von Platens konstruktion är långt ifrån uppenbart, och därför blev förvirringen så stor den där påskveckan 1975 när en naturlag ifrågasattes.