Почему невозможен вечный двигатель первого рода?

Из
этого фундаментального закона следует
невозможность создания вечного двигателя
первого рода. Закон сохранения энергии
гласит, что энергия ниоткуда не появляется
и никуда бесследно не исчезает, а лишь
принимает новые для себя формы.

Вечный двигатель
первого рода — воображаемая система,
способна совершать работу (т.е. производить
энергию) неограниченное время без
доступа энергии извне. Реальная подобная
система может совершать работу только
засчет убыли своей внутренней энергии.
Но эта работа будет ограничена, так как
запасы внутренней энергии системы не
бесконечны.

Тепловой двигатель
для производства энергии должен выполнять
определенный цикл, а значит — каждый раз
возвращаться в начальное состояние.
Первое начало термодинамики гласит,
что двигатель для совершения работы
должен получать энергию извне. Вот
почему невозможно построить вечный
двигатель первого рода.

20. Как связаны друг
    с другом теплоемкости при постоянном
    давлении и постоянном объеме?

21. Как вычислить
    работу при изобарном процессе?

В изобарном процессе
(p = const) работа, совершаемая газом,
выражается соотношением:

A = p (V2 – V1) = pΔV.

22. За счет чего
    совершается работа при изотермическом
    и адиабатическом процессах?

В изотермическом
процессе температура газа не изменяется,
следовательно, не изменяется и внутренняя
энергия газа, ΔU = 0.Первый закон
термодинамики для изотермического
процесса выражается соотношением Q =
A.Количество теплоты Q, полученной газом
в процессе изотермического расширения,
превращается в работу над внешними
телами. При изотермическом сжатии работа
внешних сил, произведенная над газом,
превращается в тепло, которое передается
окружающим телам.
Работа газа в адиабатическом процессе
выражается через температуры T1 и T2
начального и конечного состояний:

A = CV (T2 – T1).

23. Чему равна
    работа при изохорном процессе?

В изохорном процессе
(V = const) газ работы не совершает, A = 0.

24. Какими кривыми
    описываются изотерма и адиабата и как
    они выглядят в координатах «p
    – V»?

25. Какой процесс
    называется круговым? В чем разница
    между обратимым и необратимым процессом?

26. Что такое
    термический коэффициент полезного
    действия кругового процесса?

27. В чем суть
    неравенства Клаузиуса для энтропии
    замкнутой системы? Как формулируется
    второе начало термодинамики?

Второе
начало термодинамики является
законом, в соответствии с которым
макроскопические процессы, протекающие
с конечной скоростью, необратимы. второе
начало термодинамики —
физический принцип, накладывающий
ограничение на направление процессов,
которые могут происходить в термодинамических
системах.Второе начало термодинамики
запрещает так называемые вечные
двигатели второго рода, показывая,
чтокоэффициент полезного действияне
может равняться единице, поскольку для
кругового процесса температура
холодильника не может равняться
абсолютному нулю.Второе начало
термодинамики является постулатом,
не доказываемым в рамках
классическойтермодинамики. Оно было
создано на основе обобщения опытных
фактов и получило многочисленные
экспериментальные подтверждения.

Неравенство Клаузиуса:
Количество теплоты, полученное системой
при любом круговом процессе, делённое
на абсолютную температуру, при которой
оно было получено (приведённое количество
теплоты), неположительно.

Презентация — Вечный двигатель

Поделиться  

9,538
просмотров

Презентации / Физика / Вечный двигатель

Скачать презентацию Понравилось   |   7

Текст этой презентации

Слайд 1

Вечный двигатель

Слайд 2

Вечный двигатель (perpetuum mobile, perpetual motion machine) – устройство, основанное на механических, химических, электрических или иных физических процессах. Будучи запущенным, единожды, он сможет работать вечно и остановится только при воздействии на него извне.

Слайд 3

Схемы первых вечных двигателей строились на основе простых механических элементов и даже в более поздние времена включали в себя рычаги, которые закреплялись по окружности колеса, вращавшегося вокруг горизонтальной оси.
В настоящее время прародиной первых вечных двигателей по праву считается Индия.

Слайд 4

Вечные двигатели обычно конструируют на основе использования следующих приёмов или их комбинаций
Подъём воды с помощью архимедова винта; Подъём воды с помощью капилляров; Использование колеса с неуравновешивающимися грузами; Природные магниты; Электромагнетизм; Пар или сжатый воздух.

Слайд 5

Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход. (Первое начало термодинамики)
Является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.
«Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара» (Второе начало термодинамики )
Ошибки «вечных» двигателей

Слайд 6

Вечные двигатели делятся на две большие группы:
Вечные двигатели первого рода не извлекают энергию из окружающей среды (например, тепло), при этом физическое и химическое состояние его частей также остается неизменным. Машины такого рода не могут существовать исходя из первого закона термодинамики.
Вечные двигатели второго рода извлекают тепло из окружающей среды и превращают его в энергию механического движения. Такие устройства не могут существовать исходя из второго закона термодинамики.

Слайд 7

Наиболее ранние сведения о вечных двигателях.
Попытки исследования места, времени и причины возникновения идеи вечного двигателя — задача весьма сложная. К самым ранним сведениям о перпетуум мобиле относится, упоминание, которое мы находим у индийского поэта, математика и астронома Бхаскары. Так, Бхаскара описывает некое колесо с прикрепленными 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, помещенных 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».

Слайд 8

Образцы:
Индийский или арабский перпетуум мобиле. Индийский или арабский перпетуум мобиле с небольшими косо закрепленными сосудами, частично наполненными ртутью.

Слайд 9

Вариант перпетуум мобиле восточного происхождения. Автор опирался здесь на различие удельных весов воды и ртути.
Вариант перпетуум мобиле восточного происхождения.

Слайд 10

Колесо с рычагами — типичный элемент вечных двигателей. Колесо с гибкими сочлененными рычагами представляет собой типичный элемент вечных двигателей, которые впоследствии на основе этого арабского проекта предлагались во множестве различных вариантов.

Слайд 11

Европейские вечные двигатели
Первым европейцем, автором идеи «самодвижущейся машины», считается средневековый французский архитектор Вийяр д’Оннекур родом из Пикардии. Его модель вечного двигателя- гидравлическая пила с автоматической подачей древесины. Вийяр исходил из эффекта действия силы тяжести, под влиянием которой откидывались противовесы.

Слайд 12

Водяная пила Вийяра д’Оннекура с автоматической подачей древесины

Слайд 13

На основе разработки двигателя Бхаскары в XVII веке английский епископ Джон Вилкенс создал свой вечный двигатель . Его проект назвали «Магнит и желоба»

Слайд 14

Идея изобретателя: Сильный магнит помещается на подставке. К ней прислонены два наклонных желоба, один под другим, причем верхний желоб имеет небольшое отверстие в своей верхней части, а нижний на конце изогнут. Если на верхний желоб положить небольшой железный шарик, то вследствие притяжения магнитом он покатится вверх, однако, дойдя до отверстия, провалится в нижний желоб, скатится по нему, поднимется по конечному закруглению и вновь попадет на верхний желоб. Таким образом, шарик будет бегать непрерывно, осуществляя тем самым вечное движение.

Слайд 15

Почему двигатель не работает: Устройство работало бы, если бы магнит действовал на металлический шарик только во время его подъема на подставку по верхнему желобу. Но вниз шарик скатывается замедленно под действием двух сил: тяжести и магнитного притяжения. Поэтому к концу спуска он не приобретет скорость, необходимую для поднятия по закруглению нижнего желоба и начала нового цикла.

Слайд 16

Попытки создания вечного двигателя предпринимались изобретателями и в последующее время. Во многих проектах вечные двигатели прибегают к действию силы тяжести.

Слайд 17

Идея изобретателя: Колесо с перекатывающимися в нем тяжелыми шариками. При любом положении колеса грузы на правой его стороне будут находиться дальше от центра, чем грузы на левой половине. Поэтому правая половина должна всегда перетягивать левую и заставлять колесо вращаться. Значит, колесо должно вращаться вечно.
Колесо с перекатывающимися шарами
Почему двигатель не работает: Двигатель не будет работать потому, что такие механизмы могут совершать работу лишь за счет первоначального запаса энергии, сообщенного им при пуске; когда же этот запас будет полностью израсходован, вечный двигатель остановится.

Слайд 18

Идея изобретателя: Через трехгранную призму перекинута цепь из 14 одинаковых шаров. Слева четыре шара, справа — два. Остальные восемь шаров уравновешивают друг друга. Следовательно, цепь придет в вечное движение против часовой стрелки.
Цепочка шаров на треугольной призме
Почему двигатель не работает: Грузы приводит в движение только составляющая силы тяжести, параллельная наклонной поверхности. На более длинной поверхности больше грузов, но и угол наклона поверхности пропорционально меньше. Поэтому сила тяжести грузов справа, умноженная на синус угла, равна силе тяжести грузов слева, умноженной на синус другого угла.

Слайд 19

Колесо с откидывающимися грузами
Идея изобретателя: Идея 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 перетрется ось.
Почему двигатель не работает: Грузы на правой стороне всегда дальше от центра, однако неизбежно такое положение колеса, при котором число этих грузов меньше, чем на левой. Тогда система уравновешивается — следовательно, колесо не будет вращаться, а, сделав несколько качаний, остановится.

Слайд 20

Одна из них — не требующие завода часы, которые по иронии судьбы сегодня выпускаются именно во Франции. Источником энергии служат колебания температуры воздуха и атмосферного давления в течение дня. Специальная герметическая емкость в зависимости от изменения среды слегка «дышит». Эти движения передаются на ходовую пружину, подзаводя ее. Механизм продуман так тонко, что изменение температуры всего на один градус обеспечивает ход часов в течение двух последующих суток.
В 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать заявки на патентование вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания, тем самым притормозила технический прогресс, надолго задержав появление целого класса удивительных механизмов и технологий. Лишь немногие разработки сумели пробить себе дорогу сквозь этот заслон.
Вечный двигатель в часах

Слайд 21

Планеты миллиардами лет вращаются вокруг Солнца, являясь примером вечного движения. Это было подмечено еще очень давно. Естественно, ученые хотели повторить эту картину в уменьшенном масштабе, пытаясь создать идеальную модель вечного двигателя. Несмотря на то, что в 19 веке была доказана принципиальная неосуществимость вечного двигателя, ученые создавали тысячи изобретений, но так и не смогли воплотить мечту в реальность.

Похожие презентации

Сказка — двигатель прогресса

Зеленый дом

Лазер

Чарльз Таунс нобелевский лауреат

Луи де Бройль нобелевский лауреат

Вечный двигатель первого рода

Вечный двигатель — это движение тел, которое никогда не прекращается и продолжается вечно в невозмущенной системе. Вечный двигатель основан на гипотезе о том, что тело может работать бесконечно без какого-либо внешнего источника энергии. С технической точки зрения, устройство, которое может двигаться или работать бесконечно, невозможно, поскольку оно нарушило бы первый и второй законы термодинамики. Закон термодинамики применяется ко всем машинам, независимо от размера устройств или системы.

Принципы вечного двигателя первого рода 

Концепция вечного двигателя первого рода заключается в том, что он нарушает как первый, так и второй закон термодинамики. Он может выполнять бесконечно малую работу без затрат энергии.

• Закон сохранения гласит, что в изолированной системе система не может производить новую энергию. Работа, выполняемая тепловыми машинами, и их результат всегда меньше по сравнению с потребляемой мощностью нагрева

• Работа, совершаемая тепловыми двигателями, и их мощность всегда меньше потребляемой тепловой мощности. Оставшееся тепло теряется в окружающей среде.

• КПД тепловой машины меньше КПД Карно из-за необратимости, вызванной скоростью процессов.

Классификация

Классификация вечных двигателей основана на нарушении двигателями закона термодинамики.

• Вечный двигатель первого типа работает без подвода энергии и, следовательно, нарушает первый закон термодинамики.

• Вечный двигатель 2-го типа напрямую преобразует мощность, то есть тепловую работу, в механическую, нарушая следующие законы термодинамики.

• Вечный двигатель третьего типа постоянно поддерживает движение, устраняя движение и другие диссипативные силы из-за своей массы.

Что такое закрытая система?

Закрытая система — это система, которая не взаимодействует с окружающей средой и остается изолированной сама по себе. Закрытая система подразумевает отсутствие внешних сил, действующих на систему или внутри нее, и нет чистого переноса массы между системой и ее окружением.

Дело не только в том, что входит и выходит, но и в том, куда вещи попадают, когда выходят.

Чтобы процесс считался «замкнутым», он также должен находиться в стационарном состоянии, а это означает, что концентрации всех реагентов и продуктов не меняются со временем. Кроме того, если в реакционном сосуде происходят какие-либо реакции, они должны достичь равновесия друг с другом, прежде чем можно будет проводить какие-либо физические измерения.

Теория создания вечной машины 

Машина основана на законе Фарадея об электромагнитной индукции, который гласит, что при относительном движении между индукционной катушкой и магнитом количество линий, магнитных сил, накладываемых индукционной катушкой колеблется, что приводит к флуктуациям магнитного потока, связанного с катушкой, из-за чего в катушке индуцируется электродвижущая сила, также известная как ЭДС, и в результате в катушке возникает индуцированный электрический ток».

E = N D𝞥/DT

Где,

E = индуцированный EMF

n = количество поворотов провода в катушке

D𝞥 = изменение магнитного потока

, когда 𝞥 = Ba Cos𝝷

, где 𝞥 = Магнитный Flux

B = интенсивность магнитного потока

A = площадь катушки

DT = время одного циклического колебания на магнитном потоке

Следовательно,

P _M = F. Rϖ

P _M = Вт. .rϖ

P _м  = mgrϖ

M = масса вращающегося корпуса

ϖ = угловая скорость

г = ускорение из -за гравитации

Строительство машины

Машины содержит следующие детали

• Crank

• Connecting Strock Strock Strock Strock Strock Strog.

  Индукционное масло

• Электродвигатель

• Аккумулятор

• Колеса

• Неодимовый магнит  

Расположение индукционной катушки и текущий объем производства магнита зависят от удельного сопротивления материала индукционной катушки. При использовании медного провода значение удельного сопротивления составляет 1,7×10 ^-8 Ом. метр. Магнитная сила рассматриваемого магнита будет составлять от 10000 Гс до 13000 Гс в зависимости от класса магнита, будь то класс N30 или класс N50.

Рабочий

Работа машины основана на двух фазах операций. Во-первых, эта мощность подается на двигатель, подключенный к электрической цепи. Как только двигатель начнет вращаться, вал, соединенный с двигателем, также начнет двигаться вместе с колесами, прикрепленными к валу. Это заставит шатун двигаться вверх и вниз, что приведет к движению магнита, соединенного со стержнем. Результат всех этих моментов вызовет относительное движение.

Вторая фаза — после подачи электричества на мотор с помощью аккумуляторов, чтобы колеса вращались некоторое время, пока аккумулятор не разрядится. Поскольку колесо вращается, магниты также будут совершать возвратно-поступательные движения вверх и вниз по индукционной катушке, которая будет производить электрический ток и подаваться на двигатель, и эта петля будет продолжаться.

В результате после запуска машина вращается без подвода энергии. Теперь это состояние машины, работающей без подвода энергии, известно как вечный двигатель первого рода.

Заключение

Вечный двигатель — это всего лишь теоретическое объяснение, которое нарушает первый и второй законы термодинамики и невозможно в реальной жизни. Концепция вечных двигателей восходит к средним векам, и было неясно, возможно ли это. Но закон термодинамики утверждал, что это невозможно, и, несмотря на это утверждение, было предпринято много попыток построить вечный двигатель. Мы также обсудили вечные двигатели и теорию их создания.

Статья о+вечном+движении+первого+рода из The Free Dictionary

Вечное+движение+первого+рода | Статья о вечном+движении+первого+рода от The Free Dictionary

Вечное+движение+первого+рода | Статья о+вечном+движении+первого+рода от The Free Dictionary

Слово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.