engineering_ru — 28.08.2013
Сегодня все знают, что вечный двигатель невозможен. Но возникает вопрос, как ученные дошли до этого понимания. Нужно было сформулировать понятие энергия, первый и второй законы термодинамики, законы сохранения энергии. А в начале ничего такого не было, и изобретатели perpetuum mobile росли как грибы после дождя.Первым крупным изобретателем был Бесслер, или под его творческим псевдонимом Орффиреус. Дело происходило в Германии в 18-ом веке. Рассказывают, что появился этот загадочный джентльмен в 1712 году в городке Гера. При себе имел странную игрушку: толстый деревянное колесо, полтора метра в диаметре, обернутое в промасленный кусок кожи.В центре колеса выступала массивная ось и к ней привязан прочная веревка.Стоя перед публикой Бесслер давал легкий толчок и колесо начинало раскручиваться, были слышны скрипи перекатывающихся шаров. Колесо перекачивало воду с помощью небольшого насоса, также поднимало грузики.
Единственный сохранившейся чертеж колеса Бесслера.
Всего изобретатель создал 4 машины. Но был он очень эксцентричен и страдал сильной формой паранойи. К сожалению, он не оставил после себя записей внутреннего устройства механизма. В каждом из устройств, была часть, которую он никогда не показывал, при попытке раскрыть его накрывала волна паранойи, и он разрушал свою машину, с тем чтобы в дальнейшем построить еще большую. В какой-то момент ему благоволил ландграф Карл Гессен-Кассельскому. Но патрон захотел убедиться, что Бесслер действительно изобрел вечный двигатель. Карл пригласил Лейбница-одного из крупнейших ученных европы на тот момент. До конца Лейбниц не смог убедиться, что это действительно вечный двигатель, но был очень впечатлен и рекомендовал машину. Говорят, что Лейбниц настолько впечатлился, что пытался привлечь к машину Ньютона. Но Ньютон не ответил на письмо, или он вообще относился с презрением к попыткам создать вечный двигатель.
Тогда ландграф решил провести дополнительную проверку. Бесслеру предоставили большую комнату, в центре которой он построил очередную машину. В дверях комнаты поставили двух стражников. По окончанию работ комнату опечатали и через месяц вскрыли и убедились, что колесо все еще крутится. Но как всегда условием Бесслера было, что часть устройства было закрыто, то есть до конца нельзя было быть уверенным в подлинности открытия.В какой-то момент появилось свидетельство служанки, что она помогала запускать колесо. Но есть мнение, что это лжесвидетельство, из-за маленького жалования.
Кроме чертежа ничего не сохранилось после того изобретения. Скорее всего механизм работал по принципу зубчатого колеса, в углублениях которого прикреплены откидывающиеся на шарнирах грузы. Геометрия зубьев такова, что грузы в левой части колеса всегда оказываются ближе к оси, чем в правой. По замыслу автора, это, в согласии с законом рычага, должно было бы приводить колесо в постоянное вращение. При вращении грузы откидывались бы справа и сохраняли движущее усилие.
Однако, если такое колесо изготовить, оно останется неподвижным. Причина этого факта заключается в том, что хотя справа грузы имеют более длинный рычаг, слева их больше по количеству. В результате моменты сил справа и слева оказываются равны.
Позже в 19 веке Томас Янг сформулировал понятие энергии, как способности совершать работу. Юлий фон Мейер, врач и физик, приходит к выводу, что энергия сохраняется, просто меняет свою форму. К тому же выводу пришел Джеймс Джоуль. И третий ученный, который пришел к идее сохранения энергии был Герман фон Гельмгольц, тоже врач и физик. Гельмгольц в своей статье сформулировал невозможность вечного двигателя первого рода, то есть механизма, нарушающего закон сохранения энергии. Энергия не берется из ниоткуда.
Кили в своей лаборатории. 1889 год
Следующим крупным "изобретателем" вечного двигателя был американец Кили со своим двигателем Кили. Жил он в Филадельфии. До поры до времени был абсолютно не известной личностью, делал маленькие игрушки и продавал на местном рынке. Около 1874 года по Филадельфии появились слухи о новом изобретении, использующем новую неизвестную силу. Надо помнить, что это было времена Эдисона, с его электрической лампочкой, Нобель и динамит, Максвелл и теория электромагнетизма. Довольно быстро нашлось много инвесторов, готовых вложить много денег в это устройство. Инвесторы были с Филадельфии и с Нью-Йорка.Была основана фирма "Keely Motor Company".
Кили и совет директоров фирмы "Keely Motor Company".А надо понимать, что Кили умел красиво, но очень непонятно говорить. Его никто не мог понять. Он любил делать красивые демонстрации, много объяснял, но устройство механизма не показывал. И все время обещал, что вот-вот будет изобретен двигатель новой конструкции. И так-это продолжалось почти 10 лет. Инвесторы дважды обращались в суд, были приглашены свидетели-эксперты, но ничего не помогало. Проблема была, что фирма названа по его имени и все зависело от изобретателя. А у инвесторов толком не было никаких прав. И чтобы Кили не сбежал, инвесторам приходилось идти с ним на компромиссы. Даже была шуточное высказывание, по панамскому каналу будут плавать судна на двигателе Кили.
В самый тяжелый момент у Кили появился спонсор: вдова Клара Блюмфильд-Мор. Она помогала ему деньгами, пиаром. Н из-за сильной критики, она захотела провести проверку. Был приглашен Александр Скот, инженер-электрик.
Одним из демонстрационным механизмов Кили, был так называемый эксперимент левитации, или аккорд-масс.Килли давал пару аккордов и тяжелый грузик вопреки силы гравитации всплывал внутри стеклянной трубке. К трубке был подключен "ретранслятор"с помощью электрического шнура. А Скот заподозрил, что это полая трубка и механизм работает от сжатого воздуха. И предложил Кили провести эксперимент без провода. На что Кили ответил отказом.
После смерти Кили в подвале дома инвесторы обнаружили большой сосуд с сжатым возухом, с помощью которого он запускал один из своих механизмов.
Говорят, что перед смертью спросили как бы он хотел, чтобы его запомнили. На что он ответил, что как самого большого махинатора 19 века.
Открытие второго закона термодинамики, энтропии, Сади Карно...
Продолжу позже, потому что пост выходит слишком длинным.
yablor.ru
Первым крупным изобретателем был Бесслер, или под его творческим псевдонимом Орффиреус. Дело происходило в Германии в 18-ом веке. Рассказывают, что появился этот загадочный джентельмен в 1712 году в городке Гера. При себе имел странную игрушку: толстый деревянное колесо, полтора метра в диаметре, обернутое в промасленный кусок кожи.В центре колеса выступала массивная ось и к ней привязан прочная веревка.Стоя перед публикой Бесслер давал легкий толчок и колесо начинало раскручиваться, были слышны скрипи перекатывающихся шаров. Колесо перекачивало воду с помощью небольшого насоса, также поднимало грузики.
Единственный сохранившейся чертеж колеса Бесслера.
Всего изобретатель создал 4 машины. Но был он очень эксцентричен и страдал сильной формой паранойи. К сожалению, он не оставил после себя записей внутреннего устройства механизма. В каждом из устройств, была часть, которую он никогда не показывал, при попытке раскрыть его накрывала волна паранойи, и он разрушал свою машину, с тем чтобы в дальнейшем построить еще большую. В какой-то момент ему благоволил ландграф Карл Гессен-Кассельскому. Но патрон захотел убедиться, что Бесслер действительно изобрел вечный двигатель. Карл пригласил Лейбница-одного из крупнейших ученых европы на тот момент. До конца Лейбниц не смог убедиться, что это действительно вечный двигатель, но был очень впечатлен и рекомендовал машину.
Тогда ландграф решил провести дополнительную проверку. Бесслеру предоставили большую комнату, в центре которой он построил очередную машину. В дверях комнаты поставили двух стражников. По окончанию работ комнату опечатали и через месяц вскрыли и убедились, что колесо все еще крутится. Но как всегда условием Бесслера было, что часть устройства было закрыто, то есть до конца нельзя было быть уверенным в подлинности открытия.Но несмотря на проведенный эксперимент, граф решил сделать дополнительную проверку. В 1721 году был приглашен голландский профессор математики Уильям Гравезанда. Чтобы убедиться, что за занавеской нет человека Гравезанд надорвал занавеску и прыснул туда перца. Но никто не чихнул.
Говорят, что Гравезанд настолько впечатлился, что пытался привлечь к изучению машины Ньютона. Но Ньютон не ответил на письмо, или он вообще относился с презрением к попыткам создать вечный двигатель.
После этой проверки Бесслер взял большой молоток и разнес свою машину на части.
В какой-то момент появилось свидетельство служанки, что она помогала запускать колесо. Но есть мнение, что это лжесвидетельство, из-за маленького жалования.
Кроме чертежа ничего не сохранилось после того изобретения. Скорее всего механизм работал по принципу зубчатого колеса, в углублениях которого прикреплены откидывающиеся на шарнирах грузы. Геометрия зубьев такова, что грузы в левой части колеса всегда оказываются ближе к оси, чем в правой. По замыслу автора, это, в согласии с законом рычага, должно было бы приводить колесо в постоянное вращение. При вращении грузы откидывались бы справа и сохраняли движущее усилие.
Однако, если такое колесо изготовить, оно останется неподвижным. Причина этого факта заключается в том, что хотя справа грузы имеют более длинный рычаг, слева их больше по количеству. В результате моменты сил справа и слева оказываются равны.
Позже в 19 веке Томас Янг сформулировал понятие энергии, как способности совершать работу. Юлий фон Мейер, врач и физик, приходит к выводу, что энергия сохраняется, просто меняет свою форму. К тому же выводу пришел Джеймс Джоуль. И третий ученный, который пришел к идее сохранения энергии был Герман фон Гельмгольц, тоже врач и физик. Гельмгольц в своей статье сформулировал невозможность вечного двигателя первого рода, то есть механизма, нарушающего закон сохранения энергии. Энергия не берется из ниоткуда.
Кили в своей лаборатории. 1889 год
Следующим крупным "изобретателем" вечного двигателя был американец Кили со своим двигателем Кили. Жил он в Филадельфии. До поры до времени был абсолютно неизвестной личностью, делал маленькие игрушки и продавал на местном рынке. Около 1874 года по Филадельфии появились слухи о новом изобретении, использующем новую неизвестную силу. Надо помнить, что это было времена Эдисона, с его электрической лампочкой, Нобеля и динамита, Максвелла и теории электромагнетизма. Довольно быстро нашлось много инвесторов, готовых вложить много денег в это устройство. Инвесторы были из Филадельфии и из Нью-Йорка. Была основана фирма "Keely Motor Company".
Кили и совет директоров фирмы "Keely Motor Company".А надо понимать, что Кили умел красиво, но очень непонятно говорить. Его никто не мог понять. Он любил делать красивые демонстрации, много объяснял, но устройство механизма не показывал. И все время обещал, что вот-вот будет изобретен двигатель новой конструкции. И так это продолжалось почти 10 лет. Инвесторы дважды обращались в суд, были приглашены свидетели-эксперты, но ничего не помогало. Проблема была в том, что фирма названа по его имени и все зависело от изобретателя. А у инвесторов толком не было никаких прав. И чтобы Кили не сбежал, инвесторам приходилось идти с ним на компромиссы. Даже была шуточное высказывание, по панамскому каналу будут плавать судна на двигателе Кили.
В самый тяжелый момент у Кили появился спонсор: вдова Клара Блюмфильд-Мор. Она помогала ему деньгами, пиаром. Но из-за сильной критики, она захотела провести проверку. Был приглашен Александр Скот, инженер-электрик.
Одним из демонстрационным механизмов Кили, был так называемый эксперимент левитации, или аккорд-масс.Килли давал пару аккордов и тяжелый грузик вопреки силы гравитации всплывал внутри стеклянной трубке. К трубке был подключен "ретранслятор"с помощью электрического шнура. А Скот заподозрил, что это полая трубка и механизм работает от сжатого воздуха. И предложил Кили провести эксперимент без провода. На что Кили ответил отказом.
После смерти Кили в подвале дома инвесторы обнаружили большой сосуд с сжатым возухом, с помощью которого он запускал один из своих механизмов.
Говорят, что перед смертью спросили как бы он хотел, чтобы его запомнили. На что он ответил, что как самого большого махинатора 19 века.
Сади Карно, который ситается отцом-основателем термодинамики, учился в начале 19-ого века в политехническом университете Парижа. Карно был самым молодым студентом ВУЗа, он поступил туда в 16 лет, минилальный возраст поступления в ВУЗ. По окончании учебы Карно призвался в наполеоновскую армию, но там ему не нравилось. И дождавшись ближайшего отпуска он занялся исследованием паровых двигателей. На тот момент лучшие двигатели были английские, а французкие были не ахти. Он начал их исследовать и понял, что у двигателей был немного разный механизм, использовалось разное топливо, металл, из которого они изготовлены разный. Единственно, что общее это "течение" тепла от горячей области к холодной.Это его открытие было очень значимо. При чем оно не очевидно. Мы просто привыкли, что это так, а вот почему тепло должно течь от горячего к холодному- остается хорошим вопросом. Это открытие послужило основанием более общему принципу, второму закону термодинамики. Когда Карно было 36 лет, в Париже разразилась эпидемия холеры и были уничтожены многие его работы. Распространению его работ поспособствовал английский учёный, лорд Кельвин, или Уильям Томсон.
Лорд Кельвин, энтропия, Людвиг Больцман и другие...
Продолжение следует...
engineering-ru.livejournal.com
Омский Государственный Университет
Вечный двигатель
Perpetuum mobile
Реферат по курсу концепции современного
естествознания
студента группы Э-61
экономического факультета ОмГУ
Бубнова Андрея
Омск
1996
Мартын.
Что такое perpetuum mobile ?Бертольд. Perpetuum mobile, то есть вечное движение. Если найду вечное движение, то я не вижу границ творчеству человеческому ... видишь ли, добрый мой Мартын, делать золото — задача заманчивая, открытие, может быть, любопытное, но найти perpetuum mobile ... О!...
А. С. Пушкин. “Сцены из рыцарских времён”
Современная жизнь человека невозможна без использования самых разнообразных машин, облегчающих его жизнь. С помощью машин человек обрабатывает землю, добывает нефть, руду, прочие полезные ископаемые, передвигается и т.д. Основным свойством машин является их способность совершать работу.
Во всех механизмах и машинах прежде чем совершить работу энергия переходит из одного вида в другой. Нельзя получить энергии одного вида больше чем другого при любых превращениях энергии, так как это противоречит закону сохранения энергии. В связи с этим нельзя создать вечный двигатель, то есть такой двигатель в котором в результате превращения энергии одного вида её получается больше, чем было.
Закон сохранения и превращения энергии является основным в современном естествознании. Энергия, являющаяся мерой движения материи, имеет следующие отличительные разновидности : механическая, электрическая, тепловая, магнитная, атомная и др. Каждая из них может превращаться друг в друга, причём в совершенно определённых соотношениях, и при этом количество энергии остаётся неизменным. Общее количество энергии замкнутой материальной системы есть величина постоянная, изменяются только различные виды этой энергии, испытывая взаимные превращения.
Закон сохранения энергии был сформулирован ещё в 1748 году М. В. Ломоносовым, который писал : “...так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте; ...Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает”.
Многие изобретатели пытались построить машину — вечный двигатель, способную совершать полезную работу без каких-либо изменений внутри машины. Все эти попытки заканчивались неудачей.
Вечный двигатель
(лат. perpetuum mobile) — воображаемый, но неосуществимый двигатель, который после пуска его в ход совершает работу неограниченно долгое время. Каждая машина, действующая без притока энергии извне, по истечении некоторого промежутка времени полностью израсходует имевшийся в ней запас энергии на преодоление сил сопротивления и должна остановиться, так как продолжение работы означало бы получение энергии из ничего.Вот как писал о значении для человечества вечного двигателя замечательный французский инженер Сади Карно : “ Общее и философское понятие “perpetuum mobile” содержит в себе не только представление о движении, которое после первого толчка продолжается вечно, но действие прибора или какого-нибудь собрания таковых, способного развивать в неограниченном количестве движущую силу, способного выводить последовательно из покоя все тела природы, если бы они в нём находились, нарушать в них принцип инерции, способного, наконец, черпать из самого себя необходимые силы, чтобы привести в движение всю Вселенную, поддерживать и беспрерывно ускорять её движение. Таково было бы действительно создание движущей силы. Если бы это было возможно, то стало бы бесполезным искать движущую силу в потоках воды и воздуха, в горючем материале, мы имели бы бесконечный источник, из которого могли бы бесконечно черпать.”
Вечные двигатели обычно конструируют на основе использования следующих приёмов или их комбинаций :
1). подъём воды с помощью архимедова винта;
2). подъём воды с помощью капилляров;
3). использование колеса с неуравновешивающимися грузами;
4). природные магниты;
5). электромагнетизм;
6). пар или сжатый воздух.
Идея вечного движения была очень популярна в средние века. Обладание таким секретом такого двигателя казалось более заманчивым, чем даже искусство делать золото из недрагоценных металлов. Множество людей занималось этой неразрешимой проблемой. Среди них были даже люди с неплохим по тем временам образованием. Известно, что множество трудов Ньютона содержат конструкции вечного двигателя. В записях Леонардо да Винчи тоже были найдены несколько набросков perpetuum mobile.
Наиболее часто встречающаяся модель вечного двигателя, до сих пор возрождающаяся в различных вариациях благодаря горе-изобретателям, основана на применении колеса с неуравновешенными грузами.
К краям колеса прикреплены откидные палочки с грузами на концах. При всяком положении колеса грузы на правой стороне будут откинуты дальше от центра, нежели на левой; эта половина, следовательно, должна перетягивать левую и тем самым заставлять колесо вращаться. Значит, колесо будет вращаться вечно, по крайней мере до тех пор, пока не перетрётся ось. Так думал неизвестный изобретатель. Но этого не будет происходить, и вот почему : хотя грузы на правой стороне всегда дальше от центра, но неизбежно такое положение, когда число этих грузов меньше, чем на левой. Тогда система уравновешивается, следовательно, колесо не будет вращаться, а, сделав несколько качаний, остановится.
Некоторые изобретатели вечных двигателей были просто жуликами, ловко надувавшими легковерную публику. Одним из наиболее выдающихся “изобретателей” был некий доктор Орфиреус (настоящая фамилия — Бесслер). Перепробовав множество занятий, он пришёл к изобретению вечного двигателя. Основным элементом его двигателя было большое колесо, которое будто бы не только вращалось само собой, но и поднимало при этом тяжёлый груз на значительную высоту. Этот доктор имел множество высокопоставленных покровителей, таких как польский король Август II, ландграф Гессен-Кассельский. Последний предоставил изобретателю свой замок и всячески испытывал машину. Этим двигателем заинтересовался и Пётр I, который подумывал о его приобретении. Однако Орфиреус соглашался продавать машину не менее чем за 100000 рублей, из чего следует, что он получал весьма не маленький доход от нее. Он был, пожалуй, самым удачливым авантюристом, так как безбедно прожил до старости, получая
немалый доход от показа машины. Однако его “вечный двигатель” оказался далеко не вечным — его приводили в действие брат и служанка, дёргая за искусно спрятанный шнурок.Другим примером вечного двигателя может служить следующая машина. Масло или вода, налитое в сосуд, поднимается фитилями сначала в верхний сосуд, а оттуда другими фитилями — ещё выше; верхний сосуд имеет жёлоб для стока масла, которое падает на лопатки винта, приводя его во вращение. Стёкшее вниз масло снова поднимается по фитилям до верхнего сосуда. Таким образом, струя масла, стекающая по желобку на колесо, ни на секунду не прерывается, и колесо вечно должно находиться в движении... Но здесь кроется ошибка : почему изобретатель думает, что масло должно стекать вниз с верхней, загнутой части
фитиля ? Капиллярное притяжение, преодолев силу тяжести, подняло жидкость вверх по фитилю; но ведь та же причина удерживает жидкость в порах намокшего фитиля, не давая ей капать с него. Если допустить, что в верхний сосуд мнимой вертушки от действия капиллярных сил может просочиться жидкость, то надо будет признать, что те же фитили могут перенести её обратно в нижний с помощью тех же сил.Этот проект напоминает другой, изобретённый ещё в 1575 году итальянским механиком Страдою Старшим, и затем повторявшийся во многочисленных вариациях. Архимедов винт, вращаясь, поднимает воду в верхний бак, откуда она вытекает из лотка струёй, ударяющей в лопатки водяного колеса. Водяное колесо вращает точильный камень и одновременно двигает ... тот самый Архимедов винт, который поднимает воду в верхний бак. Винт поворачивает колесо, а колесо — винт !..
В истории изобретений вечного двигателя магнит сыграл не последнюю роль. Вот пример такого двигателя, описанного в XVII веке епископом Джоном Вилкенсоном.
Сильный магнит помещается на колонке. К ней прислонены два наклонных жёлоба, один под другим, причём верхний
имеет небольшое отверстие в верхней части, а нижний изогнут. Если на верхний жёлоб положить небольшой железный шарик, то вследствие притяжения магнитом он покатится вверх, однако, дойдя до отверстия, он провалится в нижний жёлоб , скатится по нему, поднимется по конечному закруглению и вновь попадёт на верхний жёлоб. Таким образом, шарик будет бегать непрерывно, осуществляя тем самым вечное движение.
Здесь сразу видна вся абсурдность этого изобретения. Почему шарик будет скатываться вниз ? Он скатывался бы, если бы был только под действием силы тяжести. Но на него действует магнит, который тормозит его спуск, и следовательно, шарик не будет иметь достаточно энергии для того, чтобы подняться по закруглению и начать цикл сначала.
Большую популярность получила у изобретателей вечного двигателя идея соединения динамо-машины с электромотором. Все подобные проекты сводятся к следующему — надо шкивы динамо-машины и электромотора соединить ремнём, а провода от динамо-машины подвести к электромотору. После первоначального импульса машины начнут вырабатывать энергию, и это будет продолжаться до бесконечности. Здесь всё сводится к тому, что если бы не было трения, они бы действительно вращались вечно. Но странно, что изобретателям не приходит в голову другой проект — соединить два шкива ремнём и дать толчок. Первый шкив, вращаясь, будет двигать второй, а второй, в свою очередь, сообщать энергию на движение первому.
Все вышеприведённые двигатели являлись двигателями первого рода, то есть такими двигателями, которые нарушают первое начало термодинамики. Согласно первому закону термодинамики мы имеем
Любая машина может совершать работу над внешними телами только за счёт получения извне количества теплоты Q (то есть энергии) или уменьшения своей внутренней энергии D
U.Сравнительно мало предпринималось попыток создания вечных двигателей второго рода. Для работы обычного теплового двигателя необходимо иметь нагреватель и холодильник. Очень заманчивой кажется задача создания тепловой машины, которая могла бы совершать механическую работу с использованием нагревателя.
Можно подсчитать, что при охлаждении мирового океана только на один градус можно получить энергию, достаточную для обеспечения всех потребностей человечества при современном уровне её потребления на 14000 лет.
Возможность создания такой машины, называемой вечным двигателем второго рода, не противоречит первому закону термодинамики. Однако все известные на сегодня результаты опытов свидетельствуют о том, что создание вечного двигателя второго рода, является столь же неразрешимой задачей, как и изготовление вечного двигателя первого рода. Этот опытный
факт принят в термодинамике в качестве второго основного постулата - второго закона термодинамики.Теплопередача самопроизвольно происходит только в одном направлении - от горячего тела к холодному. Значит, чтобы энергия теплового движения молекул воды мирового океана превратилась в механическую энергию, необходимо иметь рабочее тело, температура которого ниже температуры воды в океане.
Из этого следует, что неосуществим термодинамический процесс, в результате которого происходила бы передача тепла от одного тела к другому, более горячему, без каких-либо других изменений в природе. Иначе говоря, невозможно построить периодически действующую машину, которая непрерывно превращала бы теплоту в работу только за счёт охлаждения одного тела, без того чтобы в окружающих телах не произошло одновременно каких-либо изменений.
Физический смысл второго закона термодинамики заключается в том, что энергия теплового движения молекул вещества в одном отношении качественно отличается от всех других видов энергии - механической, электрической, химической, ядерной и т.д. Это отличие заключается в том, что энергия любого вида, кроме энергии теплового движения молекул, может полностью превратиться в любой вид энергии, в том числе в энергию теплового движения. Энергия же теплового
движения молекул может испытать превращение в любой другой вид энергии лишь частично. В результате этого любой физический процесс в котором происходит превращение какого-либо вида энергии в энергию теплового движения молекул, является необратимым процессом, т.е. он не может быть осуществлён полностью в обратном направлении.Перпетуум мобиле - вечный двигатель - романтическая мечта подвижников, пытавшихся дать человечеству беспредельную власть над природой, вожделённый источник обогащения для шарлатанов и авантюристов; сотни, тысячи прожектов, так никогда не осуществлённых; хитроумные механизмы, которые, казалось, вот-вот должны были заработать, но почему-то оставались в неподвижности; разбитые судьбы фанатиков, обманутые надежды меценатов... Но из-за чего всё это происходило ? Из-за незнания элементарных физических законов, из-за желания из ничего получить всё. До сих пор в патентные бюро поступают заявки с устройствами, которые по существу являются вечными двигателями. Видимо, в самой идее вечного двигателя кроется какая-то тайна, что-то, что заставляет людей искать и искать его секрет. Но, видно так устроен человек...
Литература
Ихак-Рубинер Ф.
Вечный двигатель. М., 1922.Кабардин О. Ф.
Физика : Справочные материалы. М., 1991.Краткий Политехнический Словарь. М.,
1956.Орд-Хьюм А.
Вечное движение. М., 1980.Перельман Я. И. Занимательная физика. М., 1991.
geum.ru
Реферат на тему:
Мнимый вечный двигатель с перекатывающимися шарами. Фото 1915 года
Ве́чный дви́гатель (лат. Perpetuum Mobile) — воображаемое устройство, позволяющее получать полезную работу, большую, чем количество сообщённой ему энергии (КПД больше 100 %).
И первое, и второе начала термодинамики были введены как постулаты после многократного экспериментального подтверждения невозможности создания вечных двигателей. Из этих начал выросли многие физические теории, проверенные множеством экспериментов и наблюдений, и у учёных не остаётся никаких сомнений в том, что данные постулаты верны, и создание вечного двигателя невозможно.
Постулат Кельвина — невозможно создать периодически действующую машину, совершающую механическую работу только за счет охлаждения теплового резервуара.
Постулат Клаузиуса — самопроизвольный переход теплоты от более холодных тел к более горячим невозможен.
Индийский или арабский вечный двигатель с небольшими косо закреплёнными сосудами, частично наполненными ртутью
Попытки исследования места, времени и причины возникновения идеи вечного двигателя — задача весьма сложная. Не менее затруднительно назвать и первого автора подобного замысла. К самым ранним сведениям о Perpetuum mobile относится, по-видимому, упоминание, которое мы находим у индийского поэта, математика и астронома Бхаскары, а также отдельные заметки в арабских рукописях XVI в., хранящихся в Лейдене, Готе и Оксфорде[1]. В настоящее время прародиной первых вечных двигателей по праву считается Индия. Так, Бхаскара в своём стихотворении, датируемом примерно 1150 г., описывает некое колесо с прикреплёнными наискось по ободу длинными, узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Принцип действия этого первого механического перпетуум мобиле был основан на различии моментов сил тяжести, создаваемых жидкостью, перемещавшейся в сосудах, помещённых на окружности колеса. Бхаскара обосновывает вращение колеса весьма просто: «Наполненное таким образом жидкостью колесо, будучи насажено на ось, лежащую на двух неподвижных опорах, непрерывно вращается само по себе». Первые проекты вечного двигателя в Европе относятся к эпохе развития механики, приблизительно к XIII веку. К XVI—XVII векам идея вечного двигателя получила особенно широкое распространение. В это время быстро росло количество проектов вечных двигателей, подаваемых на рассмотрение в патентные ведомства европейских стран. Среди рисунков Леонардо Да Винчи была найдена гравюра с чертежом вечного двигателя.
Рис. 1. Одна из древнейших конструкций вечного двигателя
На рис. 1 показана одна из древнейших конструкций вечного двигателя. Она представляет зубчатое колесо, в углублениях которого прикреплены откидывающиеся на шарнирах грузы. Геометрия зубьев такова, что грузы в левой части колеса всегда оказываются ближе к оси, чем в правой. По замыслу автора, это, в согласии с законом рычага, должно было бы приводить колесо в постоянное вращение. При вращении грузы откидывались бы справа и сохраняли движущее усилие.
Однако, если такое колесо изготовить, оно останется неподвижным. Причина этого факта заключается в том, что хотя справа грузы имеют более длинный рычаг, слева их больше по количеству. В результате моменты сил справа и слева оказываются равны.
Рис. 2. Конструкция вечного двигателя, основанного на законе Архимеда
На рис. 2 показано устройство ещё одного двигателя. Автор решил использовать для выработки энергии закон Архимеда. Закон состоит в том, что тела, плотность которых меньше плотности воды, стремятся всплыть на поверхность. Поэтому автор расположил на цепи полые баки и правую половину поместил под воду. Он полагал, что вода будет их выталкивать на поверхность, а цепь с колёсами, таким образом, бесконечно вращаться.
Здесь не учтено следующее: выталкивающая сила — это разница между давлениями воды, действующими на нижнюю и верхнюю части погруженного в воду предмета. В конструкции, приведённой на рисунке, эта разница будет стремиться вытолкнуть те баки, которые находятся под водой в правой части рисунка. Но на самый нижний бак, который затыкает собой отверстие, будет действовать лишь сила давления на его правую поверхность. И она будет уравновешивать или превосходить силу, действующую на остальные баки.
В 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать заявки на патентование вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания. Американское патентное ведомство не выдаёт патенты на perpetuum mobile уже более ста лет.[2] Тем не менее в Международной патентной классификации сохраняются разделы для гидродинамических (раздел F03B 17/00) и электродинамических (раздел H02K 53/00) вечных двигателей, поскольку патентные ведомства многих стран рассматривают заявки на изобретения лишь с точки зрения их новизны, а не физической осуществимости.
Проект вечного двигателя Орфиреуса
wreferat.baza-referat.ru
Доклад по
Физике
“Вечный двигатель”
Ученика 11 класса “А”
Лингвистической гимназии № 36
Ладыга антона
« — Errare humanum est » — « Человеку свойственно заблуждаться
(это по-латыни)», — сказал гражданин Груздев оперуполномоченному Шарапову в знаменитом многосерийном фильме. Действительно, свойственно; едва ли не ежедневно мы совершаем массу ошибок, больших и малых, имеющих печальные последствия и не имеющих; мы глубоко убеждены в каких-либо ложных положениях и отрицаем то, что со временем оказывается истиной. Впрочем, без этого наша жизнь вполне могла бы утратить какие-то привлекательные черты: скучно жить в мире, населенном безошибочными, бездушными автоматами… Кстати, некоторые из человеческих заблуждений оказались настолько крепкими и долговечными, что даже получили «титул» величайших. Всего их семь. Вот они: квадратура круга, трисекция угла, удвоение куба, подвижность ртути, философский камень, эликсир жизни и — вечный двигатель.
Первые три — знаменитые геометрические задачи древности — ждали своего решения несколько тысяч лет. Их неразрешимость была доказана окончательно лишь в XIX веке. Ушли в прошлое попытки найти философский камень — средство, позволяющее любые металлы превращать в золото, так как подобный способ был найден современной наукой, но оказался чересчур громоздким и потому нерентабельным. Что же касается вечного двигателя — по латыни perpetuum mobile, — то, несмотря на открытие в середине того же XIX века закона сохранения энергии, полностью исключающего возможность создания такого устройства, попытки работы в этой области продолжаются и в наши дни.
Что же такое «вечный двигатель»? Это воображаемый механизм, который безостановочно движет сам себя и, кроме того, совершает ещё какую-нибудь полезную работу, например, поднимает груз или вырабатывает электроэнергию. Мысль его создания существовала с очень давних времен, а описания его устройства известны с начала XVII века. Однако уже раньше этого времени лучшие умы считали создание такого двигателя невозможным; голландский физик Стевин, итальянец Леонардо да Винчи писали об этом, а в 1775 году Парижская академия наук сочла необходимым совсем отказаться от рассмотрения машин, выдаваемых за вечный двигатель. Но… проекты продолжали поступать.
Вот один из древнейших проектов вечного двигателя. К краям колеса прикреплены откидные палочки с грузами на концах. При всяком положении колеса грузы на правой стороне будут откинуты дальше от центра, нежели на левой; эта половина, следовательно, должна всегда перетягивать левую и тем самым заставлять колесо вращаться вечно, по крайней мере, до тех пор, пока не перетрется его ось. Так думал изобретатель. Между тем, если смастерить такой двигатель, он вращаться не будет. Почему же расчет изобретателя не оправдался? Вот почему: хотя грузы на правой стороне всегда дальше от центра, левой, взгляните на рисунок: справа всего 4 груза, слева же — 8. Оказывается, что вся система уравновешивается; естественно, что колесо вращаться не станет, а, сделав несколько качаний, остановится. Математически положение равновесия колеса
можно определить с помощью уравнения моментов. Колесо с перекатывающимися в нем тяжелыми шариками — еще один perpetuum mobile — не будет работать по той же причине. Тем не менее, в одном из городов Америки устроено было ради рекламных целей для привлечения внимания публики к кафе, огромное колесо именно подобного рода. Конечно, этот «вечный двигатель» незаметно приводился в действие искусно скрытым механизмом, хотя зрителям шары. В том же роде были и другие мнимые образцы вечных двигателей, выставлявшихся одно время в витринах часовых магазинов для привлечения публики: все они незаметно приводились в движение электрическим током. Эти имитации, впрочем, и не претендовали на роль perpetuum mobile что нельзя сказать о так называемом «самодвижущемся колесе» Орфиреуса — немецкого изобретателя, прославившегося своим изделием на всю Германию. Его вечный двигатель едва не был приобретен за огром-
ную сумму императором Петром 1. Колесо Орфиреуса (настоящая фамилия которого была Бесляр) не только врац ло при этом на значительную высоту солидный груз.
Слава о чудесном изобретении, которое ученый доктор показывал сначала на ярмарках, быстро разнеслась по Германии, и Орфиреус вскоре приобрел могущественных покровителей, им заинтересовался польский король Август II. затем ланзамок и всячески испытывал машину.
Так, в 1717 году, 12 ноября, двигатель, находившийся в уединенной комнате, был приведен в действие; затем комната была заперта на замок, запечатана и оставлена под бдительным караулом двух гренадеров. Четырнадцать дней никто не смел даже приближаться к комнате, где вращалось таинственное колесо. Лишь 26 ноября печати были сняты; ландграф со свитой вошел в помещение. И что же? Колесо всё ещё вращалось «с неослабевающей быстротой...» Машину остановили, тщательно осмотрели, затем опять пустили в ход. В течение сорока дней помещение снова оставалось опечатанным; со- рок суток караулили у дверей гренадеры. И когда 4 января 1718 года печати были сняты, экспертная комиссия нашла колесо в движении!
Ландграф и этим не удовольствовался: сделан был третий опыт — двигатель был запечатан на целых два месяца. И всё-таки по истечении срока его нашли движущимся!
Изобретатель получил от восхищенного ландграфа официальное удостоверение в том, что его «вечный двигатель» делает 50 оборотов в минуту, способен поднять груз весом 160Н на высоту 1.5 м, а также может приводить в действие кузнечный мех и точильный станок. С этим удостоверением Орфиреус и странствовал по Европе. Вероятно, он получал порядочный доход, если соглашался уступить свою машину Петру 1 не менее чем за 100 000 рублей.
Петр обратил внимание на колесо Орфиреуса ещё в 1715 году, во время своего пребывания за границей, и тогда же поручил А.И.Остерману, известному дипломату, познакомиться с этим изобретением поближе; последний вскоре прислал подробный доклад о двигателе, хотя самой машины ему увидеть не удалось. Петр собирался даже пригласить Беслера к себе на службу и поручил запросить о нем мнение Христиана Вольфа, известного философа того времени (учителя Ломоносова).
Знаменитый изобретатель отовсюду получал лестные предложения. Великие мира сего осыпали его высокими милостями, поэты слали оды и гимны в честь его чудесного колеса. Но нашлись и недоброжелатели, подозревавшие здесь искусный обман. Были смельчаки, которые открыто обвиняли Беслера в плутовстве; предлагалась премия в 1000 марок тому, кто разоблачит этот обман. В одном из памфлетов, написанных с обличительной целью, мы находим рисунок, воспроизведенный здесь. Тайна «вечного двигателя», по мнению разоблачителя, кроется просто в том, что спрятанный человек тянет за веревку, намотанную неза- метно для наолюдателя на часть оси колеса, скрытую в стойке. Тонкое плутовство было раскрыто случайно — только потому, что ученый доктор поссорился со своей женой и служанкой, посвященными в его тайну, не случись этого, мы, вероятно, до сих пор оставались бы в недоумении относительно вечного двигателя", наделавшего столько шума. Оказывается, колесо Орфиреуса действительно приводилось в движение людьми незаметно дергавшими за тонкий шнурок. Этими людьми были брат изобретателя и его служанка.
Столько внимания колесу Орфиреуса мы уделили потому, что это был, пожалуй, единственный «вечный двигатель», принесший хоть какие-нибудь практические результаты, хотя бы в плане обогащения его создателя. Вечный двигатель некоего Гертнера, славившийся в Германии в те же времена, уже не производил такого же эффекта. Посланец Петра 1, Шумахер, писал об этой машине следующее: «Господина Гертнера perpetuum mobile, который я в Дрездене видел, состоит из холста, песком засыпанного, и в образе точильного камня сделанной машины, которая назад и вперед сама от себя движется; но, по словам господина инвентора (изобретателя) не может весьма велика сделаться… Французские и английские ученые… ни во что почитают все оные перепутум мобилес и сказывают, что оное против принципиев математических.» Что же касается различных скрытых механизмов, движущие некоторые из «вечных двигателей», пожалуй, остроумнее всех поступил некий изобретатель, показывавший свое изделие в шестидесятых годах прошлого столетия на Парижской выставке. Двигатель состоял из большого колеса с перекатывавшимися в нем шарами, причем изобретатель утверждал, что никому не удастся задержать движение колеса. Посетители выставки один за другим пытались остановить колесо, — но оно медленно возобновляло вращение как только отнимались руки. Никто не догадывался, что колесо вращается именно благодаря стараниям посетителей его остановить: толкая его назад, они тем самым заводили пружину искусно скрытого механизма… И все же подавляющее большинство изобретателей вечного двигателя честно старались разрешить заманчивую задачу. Были мобилизованы все мыслимые и немыслимые возможности: и архимедова сила, заставлявшая всплывать пустотелые деревянные ящики, и электричество, и магнетизм… А вот проект капиллярного «вечного» двигателя (см. рис.): масло (или вода), налитое в сосуд поднимается фитилями сначала в верхний сосуд, а оттуда другими фитилями — еще выше; верхний сосуд имеет желоб для стока масла, которое падает на лопатки колеса, приводя его во вращение. Стекшее вниз масло снова поднимается по фитилям до верхнего сосуда. Таким образом, струя масла, стекающая по желобу на колесо, не на секунду не пре- рывается, и колесо вечно должно находиться в движении… Ошибка заключается в том, что масло не будет стекать с верхней, загнутой части фитиля. Ведь капиллярное притяжение, преодолев тяжесть, подняло жидкость вверх по фитилю.Эта же причина удержит жидкость в порах намокшего фитиля, не давая ей капать с него. Если допустить, что в верхний сосуд на- действия капиллярных сил может попасть жидкость, то надо будет признать, что те же фитили, которые будто бы доставили её сюда, сами же и перенесли бы её обратно в нижний. Этот мнимый вечный двигатель напоминает другую водяную машину «вечного» движения, придуманную ещё 1575 году итальянским ме- хаником страдою Старшим. Архимедов винт, вращаясь, поднимает воду в верхний бак, откуда она вытекает из лотка струей, ударяющей в лопатки наливного колеса (справа внизу). Водяное колесо вращает точильный камень, а одновременно двигает, с помощью ряда зубчатых колес, тот самый Архимедов винт, который поднимает воду в верхний бак. Винт вращает колесо, а колесо — винт!.. Если бы возможны были подобные механизмы, то проще всего было бы устроить так: перекинуть веревку через блок и привязать к его кон- цам одинаковые гири; когда один груз опускался бы, он приподнимал бы тем самым другой груз, а тот, опускаясь с этой высоты, поднимал бы первый. Чем не вечный двигатель? Англичанин Джон Вилкенс, епископ в Честере, описал в XVII веке проект магнитного perpetuum mobile. Сильный магнит помещается на колонке. К ней прислонены два наклонных желоба и, один под другим, причём верхний имеет небольшое отверстие в верхней части. Если — рассуждал изобретатель — на верхний желоб положить небольшой железный шарик в точке, то вследствие притяжения магнитом А шарик покатится вверх; однако, дойдя до отверстия, он провалится в нижний желоб М, покатится по нему вниз, поднимется по закруглению и снова попадет на верхний желоб, чтобы начать движение сначала. Таким образом, шарик безостановочно будет бегать взад и вперед, осуществляя вечное движение. Абсурдность этого изобретения указать нетрудно. Почему изобретатель думал, что шарик, скатившись по желобу до его нижнего конца, будет ещё обладать скоростью, достаточной для поднятия его вверх по закруглению? Так было бы, если бы шарик катился под действием одной лишь силы тяжести, но он ведь находится под действием сразу двух сил — тяжести и магнитного притяжения. Последняя по предположению настолько значительна, что может заставить шарик подняться от точки. Поэтому по желобу М шарик будет скатываться не ускоренно, а замедленно, и если даже достигнет нижнего конца, то во всяком случае не накопит скорости, необходимой для поднятия по закруглению. Описанный проект много раз вновь всплывал впоследствии во всевозможных видоизменениях, а один из подобных проектов был даже запатентован в Германии 1878 году, т.е. спустя тридцать лет после провозглашения закона сохранения энергии! Хотя, согласно уставу, патенты на изобретение, идея которых противоречит законам природы, не должны выдаваться, изобретатель так замаскировал основную идею магнитного perpetuum mobile, что ввёл в заблуждение техническую комиссию.
Большая часть проектов вечных двигателей действительно могла бы работать, если бы не существование силы трения. Если это двигатель — должны быть и движущиеся части, значит, недостаточно двигателю вращать самого себя: нужно вырабатывать ещё и избыточную энергию для преодоления силы трения, которую никак не уберешь. Вот вам проект вечного двигателя: динамо машина соединяется с электромотором. Если динамо-машине дать первоначальный им пульс, то порождаемый ею ток запустит электромотор, а тот, вращаясь, будет заставлять работать динамо-машину. Таким образом, машины будут двигать одна другую, пока не износятся. Если бы каждая из соединенных машин обладала стопроцентным коэффициентом полезного действия, мы могли бы заставить их указанным способом безостановочно двигаться только при полном отсутствии трения. Такой агрегат, в сущности, представляет собой одну машину, которая должна сама себя приводить в движение. При отсутствии трения агрегат двигался бы вечно, но пользы от такого движения нельзя было бы извлечь никакой: стоило бы заставить «двигатель» совершать внешнюю работу, и он немедленно остановился бы. А ведь даже проводник, по которому течет ток, хоть внешне он и неподвижен, греется именно из-за наличия силы трения — в данном случае обусловленной столкновениями электронов с атомами вещества, из которого сделан
проводник...
Любопытно, что если поиски вечного двигателя всегда оказывались бесплодными, то, напротив, глубокое понимание его невозможности приводило нередко к плодотворным открытиям. Прекрасным примером может служить тот способ, с помощью которого Симон Стевин, замечательный голландский ученый конца XVI и начала XVII века, открыл закон равновесия сил на наклонной плоскости. Этот математик и инженер заслуживает гораздо большей известности, нежели та, какая выпала на его долю, потому что он сделал много важных открытий, которыми мы теперь постоянно пользуемся: изобрел десятичные дроби, ввел в алгебру употребление показателей, открыл гидростатический закон, впоследствии вновь открытый Паскалем.
Закон равновесия сил на наклонной плоскости он открыл, не опираясь на правило параллелограмма сил, единственно лишь с помощью чертежа, изображенного на титульном листе его книги «Математические мемуары» (1586 год). Через трехгранную призму перекинута цепь из 14 одинаковых шаров. Что произойдет с этой цепью? Нижняя часть, свисающая гирляндой, уравновешивается сама собой. Но остальные две части цепи — уравновешивают ли друг друга? Иными словами: правые два шара уравновешиваются ли левыми четырьмя? Конечно, да, — иначе цепь сама собой вечно бежала бы справа налево, потому что на место соскользнувших шаров всякий раз поме- щались бы другие и равновесие никогда бы не восстанавливалось. Но так как мы знаем, что перекинутая указанным образом цепь вовсе не движется сама собой, то, очевидно, два правых шара действительно уравновешиваются че тырьмя левыми. Получается словно чудо: два шара тянут с такой же силой, как и четыре. Из этого мнимого чуда Стевин вывел важный закон механики. Он рассуждал так: одна цепь тяжелее другой во столько же раз, во сколько раз длинная грань призмы длиннее короткой. Отсюда вытекает, что и вообще два груза, связанных шнуром, уравновешивают друг друга на наклонных плоскостях, если веса их пропорциональны длинам этих плоскостей. В частном случае, когда короткая плоскость отвесна, мы получаем известный закон механики: чтобы удержать тело на наклонной поверхности, надо действовать в направлении этой плоскости силой, которая во столько раз меньше веса тела, во сколько раз длина плоскости больше её высоты.
Так, исходя из мысли о невозможности вечного двигателя, сделано
было важное открытие в механике. Однако проекты продолжали поступать.
На рисунке мы видим тяжелую цепь, перекинутую через колеса так, что правая половина при всяком положении должна быть длиннее левой., Это — тоже "perpetuum mobile ". Правая половина цепи длиннее и, следовательно, тяжелее левой, значит, она должна перевешивать и безостановочно падать вниз, приводя в движение весь механизм.
Но мы только что видели, что тяжелая цепь: может уравновешиваться легкой, если силы действуют на них под разными углами. В рассматриваемом механизме левая цепь натянута отвесно, правая же расположена наклонно, а потому она, хотя и тяжелее, всё же не перетягивает левую. Ожидаемого вечного движения здесь получиться не может.
Порою один внешний вид и видимое действие устройства может ввести в заблуждение неподго- товленного наблюдателя. Курский изобретатель А.Г.Уфимцев создал новый тип ветросиловой станции с дешевым «инерционным» аккумулятором механической энергии, устроенным по типу махового колеса. В 1920 году им была построена модель этого аккумулятора в виде диска, вращающегося на вертикальной оси с шариковым подшипником, в кожухе, из которого был выкачан воздух. Будучи разогнан до 20 000 оборотов в минуту, диск сохранял вращение в течение пятнадцати суток!
В наше время, правда, количество проектов perpetuum mobile пошло на убыль — закон сохранения энергии звучит сейчас, очевидно, более убедительно, нежели в прошлом веке. Любители подобных задач заняты сейчас другой целью — не противоречащей, кстати, законам природы, — созданием так называемого дарового двигателя. В даровых двигателях энергия не создается из ничего, она черпается извне — из окружающей атмосферы, из энергии Солнца и т.п.
Есть даровые двигатели, работающие на перепаде атмосферного давления, по инерции и т.п. Ведь неплохо иметь такую машину: толкнул — и она работает, скажем, лет сто. Потом остановится — не беда, опять толкнем… Чистая фантазия, конечно, но законам природы это не противоречит, а значит, может и осуществиться… Нынешние даровые двигатели еще слишком несовершенны — конструкция их чересчур дорога по сравнению с доставляемой ими энергией, и они, следовательно, невыгодны, но, во всяком случае, поиск рабочего дарового двигателя — более перспективный путь, нежели бессмысленные попытки создания perpetuum mobile.
www.ronl.ru
Свойственное человеческой натуре упрямство не дает людям смириться с непреложностью законов природы. Самым ярким свидетельством этому служит настойчивая вера в то, что можно построить вечный двигатель — двигатель, который будет работать бесконечно долгое время без какой-либо внешней помощи. Как ученый, занимающийся еще и общественной деятельностью, я каждый год получаю хотя бы одно письмо, уведомляющее о проекте создания такого двигателя. Иногда авторы писем предлагают мне проценты от доходов, которые можно будет получить от такого двигателя, если я обращу на него внимание соответствующих организаций.
Существует два типа вечных двигателей — те, что нарушают и первое, и второе начало термодинамики, и те, что нарушают только второе из них. Вот пример двигателя первого типа: металлический шар, расположенный между северным и южным полюсами магнита. Тяжелый металлический экран заслоняет шар от северного полюса, поэтому, если шар отпустить, он начнет двигаться к южному полюсу. При приближении его к южному полюсу металлический экран у северного полюса поднимается, в то время как другой экран между шаром и южным полюсом опускается. Шар меняет направление движения, начиная катиться обратно к северному полюсу. Точно в нужный момент экран у северного полюса падает, и шар начинает катиться обратно к южному полюсу. Как предположительно должен работать двигатель? Энергия извлекается из катящегося шара, и, если экраны расположены на концах такого балансира, на их поднимание и опускание энергия не тратится.
Недостаток этого двигателя в том, что если металлический экран движется в магнитном поле, то, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в металле обязательно возникнет электрический ток. Это означает, что будет происходить утечка энергии из системы вследствие работы закона Ома. Легко видеть, что, если магниты достаточно сильны, чтобы заставить шар двигаться, они будут также достаточно сильны, чтобы вызывать большие потери сопротивления в металлических экранах при их опускании, поэтому двигатель, который на бумаге выглядит столь привлекательно, просто не будет работать.
fizikahelp.ru
Всем нам кажется, что мы живём в эру, когда придумать что-то новое практически невозможно, и уникальные и главные изобретения человечества уже действуют или хотя бы рассматриваются в проекте. Люди научились создавать беспроводную связь, роботов и даже искусственные органы, но до сих пор существует одна вещь, которая остается загадкой, будоражащей умы ученых.
Многие поколения исследователей и изобретателей гнались за призрачной мыслью о создании вечного двигателя, и, хотя в наше время ученые вывели гипотезу, что это всего лишь миф, и существование подобной технологии нереально, есть люди, которые своими изобретениями навсегда вошли в историю, ломая все писаные и неписаные законы физики и прорываясь вперед. Эти идеи гениальны или сумасшедшие? Судите сами.
Колесо Бхаскара
Одним из самых древних упоминаний о механизме вечного двигателя стали труды известного математика и астронома Бхаскара Второго. Концепция его удивительного, для того времени творения была описана ещё в далёком 1150 году. Изобретение ученого заключается в простой конструкции: на колесо крепятся вогнутые внутрь спицы, которые наполняются ртутью. При легком вращении ртуть начинает двигаться по направлению, тем самым приводя колесо в состояние дисбаланса. Пытаясь достичь покоя, колесо будет находиться в постоянном движении.
За много веков тысячи ученых и исследователей пытались усовершенствовать и видоизменить колесо Бхаскары, некоторые из них настолько сильно верили в гениальность этой идеи, что даже придумали специальные тормоза для контроля механизма.
В наше время мы понимаем, что эта идея слишком проста и банальна. Мы не сможем получить нужную энергию благодаря работе подобного механизма. Но для того времени колесо Бхаксары стало удивительным открытием, которые будоражило и завораживало людей, не знающих элементарных законов физики. Люди начали описывать идею колесообразного вечного энергетического потока во многих трудах европейских и исламских изобретателей, а индуисты уверенно твердили, что изобретение связано с кругом жизни и реинкарнацией человека.
«Перпетуум-мобиле»
Одним из самых загадочных механизмов, которые играли роль потенциального вечного двигателя и неиссякаемой энергии, стало изобретение под названием Perpetuum mobile. В далеком 1604 году известный алхимик и изобретатель Корнеллиус Дребль продемонстрировал механизм вечного двигателя английскому двору, чем поразил всех своих современников.
До сих пор никто не может описать вечный двигатель Дребелля, а всё потому, что, будучи алхимиком до мозга костей, ученый постоянно повторял, что механизм является результатом приручения «огненного духа воздуха». Концепция механизма отдаленно напоминала хронометр и не нуждалась в заводке, при этом показывая действующую фазу луны и точную дату.
К сожалению, современные ученые не имеют возможности изучить данное изобретение. Единственное, на что они могут опираться – это древние записи и картины известных художников, таких как Рубенс, которые изобразили «Перпетуум-мобиле» на своих холстах.
Хотя изобретение вызвало огромный ажиотаж по всей Европе, принеся Дребеллю известность, умер изобретатель в полной нищете. Самое удивительное и необъяснимое в вечном двигателе Корнелиуса Дреббеля то, что, хотя мы и не знаем, как и почему он работал, вы точно видели его намного чаще, чем можете представить.
Ученый проделал длинный путь от сына простого фермера, до изобретателя первой в мире подводной лодки. Но с годами он всё чаще стал посещать забегаловки и пабы, связываясь с сомнительными «изобретателями», которые основательно испортили его репутацию.
Водяной винт
«Вечный двигатель» Фладда, построенный в 1618 г. Гравюра на дереве. 1660 Как и все его ученые предшественники, Роберт Фладд был типичным изобретателем своего времени. Общество, которое верило в существование темной магии, философского камня и алхимии, конечно же, пыталось найти способ вывести идеальный рецепт вечного двигателя.
Роберт Фладд (1574 - 1637). Фладд даже для своего времени был довольно эксцентричной персоной и всецело предавался своим догадкам и предположениям, свято веря, что все законы природы, науки и физики — это всего лишь проделки Бога, который неустанно следит за человечеством.
Его изобретение «Водяного винта», датируемое 1618 годом, было направлено на помощь фермерам того времени, которые работали в нечеловеческих условиях и для обработки большого количества зерна должны были доставлять его к водяным мельницам, перерабатывать и отвозить обратно.
Концепция «Водяного винта» заключалась в вечном движении водяного колеса под действием циркуляции воды. Такое изобретение полностью уничтожало все известные законы физики, однако были те, кто поддерживал подобную идею и пытался развивать её.
Колесо Бесслера
Иоганн Бесслер (1680 - 1745). Восемнадцатый век подарил миру великого и по-своему сумасшедшего ученого по имени Иоганн Бесслер. Его механизм вечного двигателя строился на ранее представленных исследованиях Бхаскары. Ученый утверждал, что для вечного движения нужен элементарный дисбаланс, который заставил бы предмет находиться в постоянном движении.
В 1717 году Бесслер решил испытать изобретенное им устройство. Он поместил 4-х метровое колесо в закрытую комнату, приставив к ней охрану для пущей надежности и не подпускал к изобретению никого на протяжении двух недель.
Первый в историии действующий образец «вечного двигателя» Бесслера. Когда комнату открыли, колесо вращалось с прежней скоростью. Схему решили повторить для большей надежности, для этого закрыв помещение практически на три месяца, но когда ученый вернулся к своему изобретению, ничего не изменилось, и колесо пребывало в движении.
Даже после глобального прорыва в сфере вечного движения Бесслер остался скрытной и совершенно замкнутой личностью. Он не желал подробно рассказывать о принципах работы своего колеса, при этом повторяя, что каждый умный и сообразительный человек сможет создать такое же устройство, и принцип работы его механизма основан на простом дисбалансе.
Не выдержав давления и постоянного интереса прессы того времени, Бесслер сломал колесо и стер все сведения о его принципах работы, забрав секрет с собой в могилу. Однако ученые нашего времени не отвергают гипотезу Бесслера, и в начале 2014 года известный инженер и исследователь Джон Коллинз объявил, что близится к разгадке тайны бесслероского колеса.
Часы Кокса
Удивительным изобретением стали знаменитые часы Джеймса Кокса. Впервые уникальное устройство ученый представил на публике в 1774 году. К часам прилагалась документация, которая гласила, что они созданы с помощью механических и философских учений, а также объяснялись принципы работы, которые подтверждали тот факт, что часы не требуют дополнительной заводки.
Если опираться на описанный в инструкции механизм, вечный двигатель часов Кокса работает благодаря алмазу, который понижает трение металлов внутри конструкции, из-за чего часы практически вечны. Кроме того, ученый заявил, что при создании устройства использовал мистику.
Также гениальность изобретения Кокса заключается в том, что часы были закрыты плотным стеклом, которое не позволяло пыли проникнуть внутрь, а работа устройства зависела от атмосферного давления. Джеймс Кокс оставил свой отпечаток в истории механики как гениальный изобретатель, подаривший миру часы, которые не требовали никакого обслуживания и могли, в прямом смысле этого слова, ремонтировать сами себя.
«Тестатика»
Одним из самых сомнительных, тайных и невероятных механизмов вечного двигателя стало изобретение известного часовщика и основателя религиозной секты Meternitha Пауля Бауманна. На создание подобного механизма Бауманна сподвигло недостаточное освещение в его камере, в которой он отбывал наказание за растление несовершеннолетней девушки.
Как рассказывал сам изобретатель, перед ним предстало видение, которое поведало ему секрет вечного двигателя и подвигло на создание религиозной общины. Выйдя из тюрьмы в 1950 году, Бауманн начал проповедовать здоровый образ жизни вместе с догмами общества. Для создания экологически чистой зоны приспешники религии Meternitha используют вечный двигатель Бауманна, который, по их словам, поглощал электрическую энергию природы.
Машина получила название «Тестатика» и стала культовым символом для всех последователей секты. Секрет механизма находится под таинственной защитой мистических сил, и никто из посторонних людей не может выведать информацию о способе его работы. Хотя существует короткий документальный фильм, созданный в 1999 году, но он, к сожалению, не открывает всех секретов. Ещё одним загадочным обстоятельством стало самоубийство болгарского физика, который вначале 90-х попытался найти объяснение работе «Тестатики».
Батарейка Николае Карпена
В Национальном техническом музее Румынии хранится уникальное наследие, оставленное миру гениальным инженером и физиком Николае Василеску-Карпеном. В 50-х годах прошлого века ученый изобрел батарею, которая продолжает функционировать и сегодня. Деятели науки всего мира ломают голову над загадкой этого механизма, но даже сейчас они не достигли консенсуса.
Батарейка долгое время была забыта учеными, и о ней вспомнили только раздельно двадцать первого века, когда в музее нашлось место и средства для представления экспоната. Но каково было удивление ученых, когда они обнаружили, что спустя 60 лет батарейка работает, и, как и раньше, обеспечивает стабильное напряжение.
Карпен был известен как невероятно умный ученый. Современный мир запомнит его благодаря уникальным достижениям в области телеграфов и передачи сигналов на огромные расстояния. Возможно, и его батарейка в скором времени приведет к значительному прорыву в технологиях человечества. Но даже если прорыва не случится, каждый из нас будет не против такого устройства, которое работает на протяжении 60-ти лет.
Энергетическая машина Джо Ньюмана
Конец девятнадцатого и начало двадцатого века стали пиковым временем для различных изобретений, которые должны были создать вечную энергию. Но каждый из этих механизмов оказывался очередным провальным мошенническим устройством, на котором хотели только поживиться. В связи с подобным всплеском, с 1911 года получить патент на вечный двигатель и неиссякаемую энергию стало практически невозможно.
Но одного исследователя не остановило даже это. В 1984 году ученый-любитель, не окончивший и средней школы, попытался запатентовать свой вечный двигатель, выступив в вечерней программе новостей на телеканале CMS. Джо Ньюман представил устройство, состоящее из аккумуляторов и множества катушек.
Люди не могли поверить своим глазам, но после тщательного изучения механизма ученые отвергли все доводы Ньюмана. Даже после такого глобального фиаско Джо не сдался и до последнего твердил, что идею вечного двигателя ему послал сам Бог.
Инопланетная машина Дэвида Хамела
Ещё одной неимоверной историей современности стал рассказ самопровозглашенного хранителя вечной энергии и космического аппарата Дэвида Хамела.
Изобретатель доказывает всем, что является сыном простого плотника, что он так и не окончил никакого высшего учебного заведения, и что его украли инопланетяне. Если первые два факта можно назвать правдивыми, то о достоверности третьего судить невозможно.
Чертёж космического аппарата Дэвида Хамела. Однако, сам Хамел утверждает, что он встречался с существами с планеты под названием Кладен, и они уверили его, что он должен создать космический корабль и изменить мир.
Согласно его «теории», «вечный аккумулятор энергии» работает в точности, как простой земной паук. Также Дэвид рассказывает историю о том, что первый космический корабль, который он построил, улетел.
По его легенде, после запуска машины, она самостоятельно взлетела и отправилась в полет над Тихим Океаном, и именно поэтому исследователь вновь принялся за постройку корабля. К сожалению или к счастью, научных объяснений корабль Дэвида не имеет. Возможно, в скором времени, благодаря наследию, оставленному учеными, человечество и откроет секрет вечного двигателя. Но, к сожалению, на данном этапе развития, научные деятели утверждают, что источника вечной энергии не может существовать.
www.qwrt.ru
