Содержание
Как это работает: вечный двигатель
Классификация: никак нет
Вечных двигателей не существует. Тем не менее они делятся на несколько типов.
Вечные двигатели первого рода претендуют на создание энергии из ничего в нарушение первого начала термодинамики (закон сохранения энергии). Не работают.
Вечные двигатели второго рода пытаются многократно использовать однажды уже потраченную энергию, нарушая второе начало термодинамики (принцип неубывания энтропии, или беспорядка). Не работают.
Мнимые вечные двигатели незаметно подпитываются энергией из внешней среды. Работают, но ложно выдаются за вечные двигатели.
Жульнические вечные двигатели создают впечатление работающего perpetuum mobile за счет спрятанного источника энергии. Работают, но вечными двигателями не являются.
Механический вечный двигатель
Perpetuum mobile первого рода
Одна из ранних моделей вечного двигателя.
Слева от оси грузов больше, чем справа. С первого взгляда кажется, что левая часть всегда перевешивает, заставляя колесо крутиться. Наверху грузы переваливаются справа налево, и движение продолжается вечно. Но при более внимательном рассмотрении видно, что хотя грузов справа и меньше, но у них больше рычаг, и именно правая сторона может перевешивать.
На самом деле. Истина, как водится, посередине: грузы с двух сторон уравновешивают друг друга, и колесо, немного покачавшись, попросту остановится.
Поплавковый вечный двигатель
Perpetuum mobile первого рода
Боги заставили Сизифа тащить в гору камень, который срывался и катился вниз. Изобретатели этого двигателя решили, что закон Архимеда может работать не хуже наказанного царя Коринфа. Связанные в цепочку запаянные поплавки всплывают в воде, а на воздухе опускаются под действием силы тяжести, вращая соединенные с ними колеса.
На самом деле. Проблема в том, что при входе в воду поплавки должны преодолеть ее сопротивление и приподнять всю цепочку, чтобы высвободить для себя место.
На это уходит ровно столько же энергии, сколько «вырабатывает» двигатель. Без участия богов лишней энергии не получится.
Капиллярный вечный двигатель
Perpetuum mobile первого рода
Сила тяжести не дает покоя многим изобретателям вечных двигателей: если хитрым образом преодолеть ее без затрат энергии, а потом сбросить поднятый груз, то на выходе получится «бесплатная» работа. Например, можно заставить воду подниматься из бассейна в стоящий на возвышении сосуд за счет капиллярного эффекта. Из емкости вода будет выливаться обратно в бассейн и крутить колесо.
На самом деле. До определенной высоты вода действительно сама движется вверх, но вот капать в верхнюю емкость она не станет: жидкость удержит тот же капиллярный эффект, который поднял ее из бассейна.
Демон Максвелла
Perpetuum mobile второго рода
Крошечное разумное существо, которое сидит в стакане, разделенном перегородкой, и поднимает ее, чтобы пропустить быстрые молекулы в одну сторону, а медленные в другую, придумал человек, максимально далекий от вечных двигателей.
Великий физик Джеймс Максвелл вряд ли предполагал, что изобретатели perpetuum mobile по-своему оценят потенциал созданного им демона. Конечно, они выдумывали вместо этого мифического существа всевозможные механизмы, в том числе и с наномоторами, но суть оставалась неизменной: сделать так, чтобы в одной части сосуда молекулы двигались быстрее, чем в другой, а из возникшего перепада температуры и давления получить энергию.
На самом деле. Эта заманчивая схема вполне может работать, но только при наличии настоящего демона. Без него на сортировку молекул придется тратить энергию, что лишает всю затею смысла.
Вечные часы
Мнимый perpetuum mobile
В 1864 году новозеландский часовщик, математик и астроном Артур Беверли построил часы, идущие без подзавода по сей день. Правда, их несколько раз останавливали для чистки, а однажды они встали сами, но потом вновь начали отсчитывать время. Конструкция хронометра очень проста. В резервуаре с маслом и воздухом плавает грузик, который поднимается и опускается при изменении уровня масла.
Движения грузика взводят пружину часов.
На самом деле. Все законы физики строго соблюдаются, но часы Беверли не вечный двигатель. Они незаметно подпитываются энергией из окружающей среды — уровень масла изменяется в зависимости от атмосферного давления и температуры.
Тепловой насос
Мнимый perpetuum mobile
Фактически это холодильник, поставленный камерой в окно, а радиатором в комнату. На обогрев помещения поступает тепло — не только выработанное за счет электричества, но и «высосанное» из холодной окружающей среды. Комната получает в 3–5 раз больше энергии, чем тратится электричества!
На самом деле. Из обогревателя с КПД выше 100% вышел бы отличный вечный двигатель, если бы не одно но. Переход электричества в тепло необратим, и извлечь из лишних градусов прежнее количество электроэнергии нельзя. Так что отапливать дом холодильником задаром не получится, хотя сэкономить можно прилично.
Генератор Бедини
Жульнический perpetuum mobile (первого рода)
В 1984 году американский электрик Джон Бедини закрепил на колесе магниты, поставил рядом индукционную катушку и пару аккумуляторов.
Когда магнит приближался к катушке, он возбуждал в ней ток, заряжающий аккумулятор. А когда удалялся, электроника подключала другой аккумулятор, который питал катушку, отталкивал магнит и раскручивал колесо. Через некоторое время батареи менялись местами. Бедини утверждал, что заряд батарей полностью восстанавливается, а колесо может совершать дополнительную работу за счет «свободной энергии» неизвестной науке природы.
На самом деле. На практике колесо, разумеется, останавливалось, но с хорошими аккумуляторами крутилось достаточно долго, чтобы впечатлить дилетантов и убедить их заплатить за набор для сборки вечного двигателя в домашних условиях.
| Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 6 по теме: «Вечные двигатели» Выполнил: ученик 11 класса МБОУ СОШ №6 Ботченко Максим Руководитель: Учитель физики МБОУ СОШ №6 Бажан Сергей Владимирович 2012г. Содержание
1.1 Обоснование выбора. Ве́чный дви́гатель (лат. Perpetuum Mobile) — воображаемое устройство, позволяющее получать полезную работу бо́льшую, чем количество сообщённой ему энергии. 1.2 Цели работы
1.3 Задачи работы
1.4 Этапы работы
1.5 Необходимые ресурсы
Используемые методики:
1.6 Обзор литературы В процессе работы я изучил много интересной и полезной литературы. Используя материалы книг, статей, познакомился с основным понятием вечного двигателя. На основе различных фильмов и сюжетов видеороликов, узнал что из себя представляет вечный двигатель. 2. Введение. 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. При рассмотрении идеи вечного двигателя второго рода нужно не только выявить противоречие с законом природы, но и убедить в незыблемости самого этого закона. Однако второй закон термодинамики далеко не так очевиден, как закон сохранения энергии. Каталог: Metodika жүктеу/скачать 372.95 Kb. Достарыңызбен бөлісу: |
Неудачные конструкции вечных двигателей из истории
21
В.
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, т.к. это противоречит закону сохранения энергии. В связи с этим нельзя создать вечный двигатель, т. е. такой двигатель, в котором в результате превращения энергии одного вида ее получается больше, чем было. Так называемый вечный двигатель занимает в истории науки и техники особое и очень заметное место, несмотря на то, что он не существует и существовать не может. Этот парадоксальный факт объясняется прежде всего тем, что поиски изобретателей вечного двигателя, продолжающиеся более 800 лет, связаны с формированием представлений о фундаментальном понятии физики — энергии. Более того, борьба с заблуждениями изобретателей вечных двигателей и их ученых защитников в значительной степени способствовала развитию и становлению науки о превращениях энергии — термодинамики.
У всех без исключения авторов, писавших о вечном двигателе, основное внимание уделялось так называемому вечному двигателю первого рода, которым занимались изобретатели прежних времен. Вечные двигатели второго рода, которые пытаются создать теперешние изобретатели, почти не рассматриваются. Между тем именно здесь находится центральный пункт полемики, связанной с предложениями о создании «инверсионных» энергетических устройств, могущих, якобы, обеспечить человечество энергией навечно и без расходования каких-либо возобновляемых и невозобновляемых ресурсов. Вот как писал о значении для человечества вечного двигателя французский инженер Сади Карно: «Общее и философское “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, способную выводить последовательно из покоя все тела природы, если бы они в нем находились, нарушать в них принцип инерции, способного, наконец, черпать из самого себя необходимые силы, чтобы привести в движение всю Вселенную, поддерживать и беспрерывно ускорять ее 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.» Действительно, положение о невозможности осуществления вечного двигателя первого рода очевидно для современного человека, который со школьных лет знает закон сохранения энергии. Закон сохранения энергии был сформулирован еще 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 телу, которое от него движение получает.»
Вечный двигатель — разве это возможно? | Техника и Интернет
Можно сказать, что это идеальный источник энергии, так как его КПД стремится к бесконечности.
За последние столетия предлагались разные варианты исполнения «вечного двигателя», в основном механические. У всех этих действительно красивых моделей имеется один существенный недостаток: они не работают.
Значение «вечного двигателя» как источника энергии весьма велико. Если бы у нас был такой двигатель, то, автоматизировав многие процессы, человечество могло бы перейти от физического труда к умственному, к творчеству. Мы могли бы получать энергию в любых количествах, в зависимости от мощности генерирующей установки. При создании такого двигателя мир изменится. Больше не нужны лес и газ, уголь и нефть в качестве топлива. Все нужды по обогреву и кондиционированию, освещению помещений и питанию механизмов с таким двигателем решаются просто.
Не нужно будет обрабатывать огромные площади земли для получения скудного урожая, так как будут установки по производству на гидропонике любых видов овощей и фруктов.
Это будет поистине мир изобилия. Люди смогут расселиться по Земле более равномерно, сделать приемлемые условия и жить в любом месте планеты. В этом состоит задача научно-технической революции: освободить человечество от физического труда. На первом этапе превратить Землю в планету изобилия и счастья, а на втором этапе начать освоение других планет.
Томаты, выращиваемые гидропонно в стогах сена
Фото: Giancarlo Dessì, ru.wikipedia.org
Что же такое «вечный двигатель»? Он делится на вечные двигатели первого рода и второго рода. Причинами, по которым их нельзя построить, называются первое и второе начала термодинамики.
- Вечный двигатель первого рода предполагал работать без извлечения энергии из окружающей среды.
- Вечный двигатель второго рода — это машина, которая уменьшает энергию теплового резервуара и целиком превращает ее в работу без каких-либо изменений в окружающей среде.
Осознание того, что создание вечного двигателя невозможно, подвигло Парижскую академию наук в 1775 году отказать в рассмотрении всех подобных проектов.
Один из примеров действующего «вечного двигателя» — это гидроэлектростанции и приливные электростанции. Для корректности следует сказать, что эти генераторы энергии используют энергию Солнца, гравитационные поля Земли и Луны, то есть однозначно не являются «вечным двигателем» первого рода. Это «вечный двигатель» второго рода.
Основа работы гидроэлектростанции — использование круговорота воды на Земле. Вода падает вниз, генерируя при этом электроэнергию, затем испаряется и возвращается в исходную позицию. Физически для работы этого двигателя необходимо наличие силы тяготения в каждой точке земного шара и наличие солнечной энергии (электромагнитных волн инфракрасного диапазона), чтобы испарить воду.
Фото: Depositphotos
Отметим, что вся энергия, которую мы сегодня получаем, это энергия Солнца, в том числе и энергия, накопленная за длительное время в виде вещества (леса, угля, нефти, радиоактивного топлива и т. п.). На данном этапе развития человечества нам всегда необходим посредник в виде какого-либо вещества (в данном случае воды), чтобы преобразовать энергию Солнца в удобный для нас вид энергии (электроэнергию). Ядерная энергетика также использует воду, но уже в виде пара, который сбрасывается на турбину для получения электроэнергии.
Таким образом, вода — это «рабочее тело» двигателя, которое «крутит наши колеса». Другими словами, энергию Солнца и гравитационного поля можно использовать в виде воды, движущейся под действием этого поля.
- Задача создания вечного двигателя первого рода — получение электроэнергии только от гравитационного поля без использования вещества-посредника. Гравитация присутствует везде на планете, что означает: двигатель можно поставить в любой точке планеты и получать энергию в любых количествах, соизмеримых с мощностью установки.
Далее мы покажем, каким образом это возможно.
Надо сказать, что природа гравитационного поля мало изучена. Известно, что это поле энергии, которое создает силу тяготения. Известно также, что гравитационное поле неоднородно по направлению действия силы тяготения (вектору гравитации), так как, во-первых, поверхность планеты имеет разную плотность, а во-вторых, магма Земли находится в движении, создавая тем самым эту неравномерность.
В качестве примера скажем о векторе гравитации в строительстве. Возведение сооружений ведется по уровню (отвес и т. д.). То есть предполагается, что вектор гравитации везде одинаков и направлен перпендикулярно поверхности Земли, а это не так. Особенно отчетливо это видно при многоэтажном строительстве: два здания, стоящие рядом, не будут находиться на параллельных прямых, что можно проверить измерением расстояния между первыми и последними этажами.
Эта информация не имела бы никакого значения, если бы не одно «но». Вектор гравитации может меняться в пределах одного здания. Плиты перекрытий становятся на излом, что может явиться причиной обрушения.
Кроме того, вектор гравитации не является статическим.
Он может постепенно меняться со временем, то есть имеет свойство ротации. Возможно даже изменение вектора в процессе строительства многоэтажного здания, что ведет к искривлению постройки. Поэтому при строительстве важно знать изменение за время t вектора гравитационного поля.
Явление ротации гравитационного поля практически не изучено и не берется в расчет при строительстве сооружений. Но наверняка имеются аномальные зоны, вовсе непригодные для строительства. Архитекторы знают о «гиблых местах», в которых лучше вообще ничего не строить. Отметим, что многоэтажное строительство ведется сравнительно недавно. Мы встречаем невысокие и устойчивые древние постройки, например, пирамиды.
Другой пример, на котором можно убедиться в ротации гравитационного поля — завалы деревьев в лесу.
Наблюдения за ростом деревьев показывают, что при нормальном росте они повторяют вектор гравитации. В том месте, где ротация минимальна, деревья стоят долго. Где скорость ротации высока — деревья не растут, образуются пустыри. Где ротация протекает медленно — возникают завалы.
И. И. Шишкин, «Бурелом», 1888 г.
Фото: artchive.ru
Причина завалов следующая. Деревья росли в направлении вектора гравитации, а когда он через несколько лет изменился, нагрузка на корни также изменилась и перестала быть равномерной. У основания возникает излом, деревья падают под собственным весом. Особенно это относится к высоким деревьям (эффект рычага), а также выполняется при больших углах отклонения вектора гравитации.
В качестве приборного обеспечения для оперативного определения вектора гравитации на данном этапе используется отвес, но определение ротации вектора гравитации отвесом имеет определенную специфику.
- Итак, имея приборное обеспечение, мы сможем обнаружить места, где ротация вектора гравитации стабильна. Другими словами, это аномальные зоны с завихрением гравитационного поля. Сила тяготения будет различной, и «вечный двигатель», не работающий в обычных условиях, здесь заработает.
Гравитационная аномалия является неисчерпаемым источником энергии. Описанное явление существует в любых планетарных системах, на любых планетах. Разумеется, сила тяготения зависит от массы планеты, и на небольших планетах КПД «вечного двигателя» будет небольшим, а строительство установки — нецелесообразным. Но в условиях Земли мощность генерирующего двигателя должна оказаться приемлемой для обеспечения жизни человечества.
Продолжение следует: «Вечный двигатель — это просто!»
Теги:
гравитация,
гравитационное поле,
источник энергии,
вечный двигатель,
энергия Солнца
Untitled Document
Вечный двигатель относится к устройству, производящему свободную энергию
навсегда.
Это не относится к таким вещам, как движение Земли или Луны,
потому что они в конечном итоге остановятся, если мы извлечем из них энергию (на самом деле,
луна всегда обращена к земле одной и той же стороной именно потому, что, когда она
молодая и мягкая, энергия его вращения «добывалась» в приливы
который в конце концов сдох). На самом деле движение небесных тел
инерция, а не «вечный двигатель».
Многие люди пытались изобрести (или, что более вероятно, сделать вид, что
изобрели) устройства, производящие бесплатную энергию. Такие устройства или
«вечные двигатели» можно разделить на два широких
категории:
- Первый вид: устройства, создающие энергию из ничего.
- Второй вид: устройства, извлекающие энергию из окружающей среды.
Первый и второй законы термодинамики вытекают из
невозможность (пока) построить эти устройства. Первый закон говорит нам, что
энергия должна быть сохранена, и поэтому невозможно сделать устройство, которое будет
генерировать энергию, не потребляя какой-либо другой вид энергии.
Второй закон
утверждает, что, как только энергия попадает в окружающую среду, обычно преобразуется в
тепла, мы не можем получить его обратно в качестве полезной мощности: энергия действительно сохраняется, но она
можно деградировать.
На протяжении всей истории попытки вечного двигателя первого
обычно сосредоточены вокруг несбалансированных рычагов, где умный механизм
укорачивает одну из сторон качелей, например, когда они катятся к
положение, противоположное тому, где оно началось, или на магнитах. Я могу утверждать сомнительное
честь изобрести (вернее, заново изобрести) машины обоих типов,
до того, как я понял лучше (или даже после ;-).
Я не собираюсь смущаться показом своих ранних фотографий
вечные двигатели на этой странице, но вы можете найти и очень похожие
(угадайте, какие они) собираются в этот отличный
Веб-сайт.
Предполагаемый вечный двигатель 2-го рода немного больше
изощренным и трудно обнаруживаемым.
Поддавкой обычно является отсутствие тепла
тонуть в машинах, которые поглощают тепло из окружающей среды. На этом же сайте есть
количество довольно интересных машин этого типа, так что добавлю сюда только
которые вы не можете найти там. Я лично знаю изобретателя нескольких
из них, которые получили (довольно недавно) патенты от Патентного ведомства США,
несмотря на их давнюю политику. Это либо свидетельство отсутствия
подготовки экзаменаторов или по настоянию моего друга изобретателя. Может быть, обоим. Вот ссылки на эти патенты:
4 479 354 4 663 939 5 107 682
Но я хочу рассказать вам о разных видах бессрочных
движение. Здесь я расскажу вам о том, как можно использовать свет, чтобы, казалось бы, создать
вечный двигатель 2 рода. Новый тип вечного двигателя, который
Я бы назвал «3-го рода», а чего вроде бы нет
На этой странице объясняется нарушение любого действующего до сих пор физического закона.
Электромагнитное излучение — странный зверь для Второго
Речь идет о законе, потому что он ведет себя либо как теплота, либо как работа, в зависимости от того,
обстоятельства. Это тепло для разогрева гамбургера в микроволновой печи,
но это была бы работа, способная перемещать электроны в упорядоченном,
искрообразующим способом, для случайно оставленной внутри вилки. Свет есть
электромагнитное излучение, и из-за этого иногда ведет себя как тепло, как
в черном теле светится из-за его температуры, а иногда и дифрагирует
и выровнены, как миллиметровые волны, которые связывают ваш мобильный телефон с миром.
Интересным результатом дифракции является голография. голограмма
двумерное изображение, обычно на пленке или аналогичной мелкозернистой подложке, которое фактически содержит трехмерное изображение.
Он генерируется путем освещения лазером трехмерного объекта, который необходимо записать, в то время как
в то же время освещая пленку идентичным лазером. Фильм будет показан с
ряд очень тонких линий, которые выглядят как то, что вы получаете, когда наносите
полупрозрачную ткань поверх другой, чтобы изображение было
реконструируется путем освещения еще одним идентичным лазером (или нелазерным светом
того же цвета) на нем.
Голограммы обладают множеством интересных свойств в
Кроме того, что вы выглядите действительно круто, и одно из них заключается в том, что вы можете записывать
несколько голограмм на одной пленке, и они не будут мешать друг другу
пока лазер светит прямо на пленку во время записи (называется
опорный луч) меняет цвет или положение от снимка к снимку.
Это свойство используется в патентах США 5,877,874 и 6,274,860
Розенберг (назначен Terrasun, Inc.) для создания фильма
который направляет солнечный свет в узкий луч, независимо от того, в каком направлении он падает
из. Таким образом, солнечная панель с этой пленкой не должна была бы
поверните, чтобы отслеживать солнце, что очень удобно. Это предполагаемое приложение
пленки, которая якобы была испытана на нескольких прототипах.
описания патентов можно найти здесь и здесь.
Ниже приведена картинка из первого патента, иллюстрирующая концепцию:
Тогда хорошо.
Представьте, что у нас есть кусок этого фильма, сделанный так
что весь свет (и инфракрасное излучение), падающий с одной стороны, будет
передается на другую сторону, откуда уходит в направлении
перпендикулярно поверхности, независимо от того, с какого направления он пришел на другой
сторона. Эта пленка будет сердцем устройства на картинке ниже:
В дополнение к пленке, устройство включает в себя большой плоский черный
тело 1, маленькое черное тело 2 и параболическое зеркало, имеющее черное тело 2
с центром в его фокусе. Боковая поверхность между большим черным телом и
пленка также полируется до зеркального блеска. Все поверхности термически
утеплен снаружи.
Для тех, чьи теплообменные каналы немного заржавели, черный
тело — это тип поверхности (на самом деле, идеальная поверхность, но мы можем получить довольно
близкий в реальности), который поглощает все падающее на него излучение. Вот почему
его называют «черным», потому что он поглощает весь падающий на него свет.
и таким образом наши глаза воспринимают его местоположение как черное, но оно также
«черный» и для теплового излучения, которое в основном в
инфракрасный диапазон, и наши глаза его не видят. В горячем состоянии черное тело излучает излучение
по курсу, заданному по этой формуле:
где A — площадь поверхности, s — постоянная Стефана-Больцмана (5,67×10 -8 Ватт/м 2 K 4 4 — абсолютное черное тело 0 7 )
температура в кельвинах (температура в градусах Цельсия
+ 273,15).
Теперь делаем следующее: нагреваем черное тело 1 до (высокого)
температура T 1 , и ждать
пока не установится тепловое равновесие с черным телом 2. Тепловое равновесие
означает, что теплота не течет от 1 к 2 или от 2 к 1. 2-й закон
Термодинамика (посредством следствия, ошибочно называемого многими «нулевым законом») требует, чтобы это происходило только тогда, когда
температуры 1 и 2 одинаковы.
Но давайте посмотрим, так ли это
здесь.
Обратите внимание, что, учитывая геометрию и наличие
голографическая пленка, все излучение, исходящее от 1, попадет на пленку, где оно
сделать параллельным и передать на другую сторону. Теперь параболическое зеркало имеет
интересное свойство, что все лучи, параллельные его оси, отражаются
к своему фокусу. Это означает, что все излучение попадет на черное тело.
2, где он будет поглощаться. Никакое излучение не отразится обратно на поверхность 1
(это важно). Таким образом, скорость нагрева от 1 до 2 определяется выражением:
Но черное тело 2 тоже излучает. Некоторые из них будут отскакивать
на зеркало, а затем обратно на поверхность 2, но большая часть его пропустит
после отражения и после этого отправится к фильму. Многие из
излучение будет двигаться прямо к пленке. Это означает, что в конечном итоге большинство
часть его попадет на пленку, где либо будет направлена к
перпендикулярном направлении или будет каким-то образом рассеиваться при движении к другому
сторона.
В любом случае все это излучение попадет на поверхность 1, как указано
по:
где коэффициент f ,
представляющая долю тепла, излучаемого черным телом 2, которая в конечном итоге
падающее на черное тело 1, меньше, но близко к 1. При тепловом равновесии
is reached, both heat flows balance one another, so that:
and then, it follows that:
Since A 2 is smaller than A 1 and f меньше 1, температура
Черное тело 2 больше, чем температура черного тела 1, когда равновесие
достигается. Это делает его вечным двигателем 2-го рода, потому что
теперь мы можем запустить тепловой цикл, используя черное тело 2 в качестве источника тепла и черное тело
1 в качестве радиатора и, таким образом, генерировать некоторую мощность.
Теперь давайте обсудим некоторые вещи, которые могут пойти не так, и
почему они до сих пор не удержали бы машину от нарушения закона.
1. Можно сказать, что идеальной вещи не существует.
черное тело, и нет ни идеального зеркала, ни идеального изолятора, ни
идеально прозрачная пленка. Верно, но 2-й закон должен применяться, даже если они
существовало, ибо оно основано на бесконечно медленных, идеальных процессах, которые являются
предел реальных процессов. Это просто несправедливо по отношению к кандидату на вечное движение.
машина, чтобы заставить ее иметь дело с неидеальными материалами. Ты можешь остановить что угодно,
в том числе машин, не нарушающих никаких законов, путем нагромождения трения, потерь,
и просачивается на них.
2. Существует подобный предполагаемый вечный двигатель на основе
на эллиптических зеркалах с черными телами в фокусах. Вы можете найти его здесь и здесь (любезно предоставлено профессором Л. Х. Палмером, от Саймона
Университет Фрейзера). Вот как это выглядит:
Геометрия зеркала предположительно призвана придать больше энергии черному цвету.
тело 2, чем на другом, потому что часть света исходит от черного тела 2
будет отражаться обратно на себя, но не для черного тела 1, но это
только по внешнему виду. На самом деле, поскольку тела не являются математическими точками
некоторая часть энергии, исходящей от одного, не сможет ударить по другому (это
происходит для обоих тел), так что в конечном итоге устройство будет заполнено
равномерной интенсивности излучения, и поэтому оба тела окажутся в одном и том же
температура. Проблема здесь в том, что тот же самый аргумент не работает для
устройство, с которым мы имеем дело, поскольку все излучение, исходящее от черного тела 1
гарантированно упадет на 2, даже если это не математическая точка (и даже
лучше, если его нет), и любое излучение, которое, выйдя из черного тела 2,
не ударяет 1, а падает обратно на 2, только делает разницу температур
еще больше (через эффект ф <
1).
3.
Возможно также, что голографическая пленка не может управлять входящим излучением.
в точно параллельные лучи, а скорее в лучи, отклоняющиеся от
перпендикулярно до угла q , так что после отражения от
параболическое зеркало, они пропустят черное тело 2, что приведет к равномерному излучению
поле, как в устройстве, упомянутом в абзаце выше. Однако, если q достаточно мало, лучи, отраженные от параболического зеркала, будут
сконцентрируйтесь в сфере радиусом e вокруг фокальной точки, где e является непрерывной функцией q с e(0) = 0. Если следует, что
нужно только выбрать сферическое черное тело 2 с радиусом больше e, , чтобы все излучение от черного тела 1 падало на него, что возвращает нас назад
к исходной ситуации. Для достаточно малого q T 2 все же будет больше, чем T 1 .
4.
Другой аргумент заключается в том, что, поскольку патенты на фильмы показывают только фильмы, снятые
отражение, то машина выше не будет работать
потому что он работает за счет пропускания света через пленку.
Это всего лишь
явная проблема. Во-первых, каждая отражательная голограмма имеет сопряженное пропускание.
голограмма, разница заключается в том, используется ли опорный луч для записи
голограмма размещается на той же стороне пленки, что и голографируемый объект (для пропускающих голограмм), или на другой
сбоку (для отражающих голограмм). Из этого следует, что, даже если патенты на фильмы
не говорить конкретно о трансмиссионных голограммах (а они должны), это
должна быть возможность сделать их, поместив эталонный луч на той же стороне
как объектный луч во время записи. Кроме того, действительно можно сделать
аналогичная машина, как показано выше, использующая голограмму, которая отражает свет в
единственном направлении, независимо от того, откуда оно исходит, как в
следующая цифра:
Как и в случае коробки передач, все
свет, исходящий от большого черного тела 1, будет падать на маленькое черное тело
2, а разница в площади поверхности гарантирует, что T 2 > T 1 .
Но этот случай еще более экстремальный, чем случай передачи, потому что, если
пленка отражает в одном направлении весь падающий на нее свет, то
делает это как для излучения, идущего от 1 до 2, так и для излучения
первоначально переход от 2 к 1, который в конечном итоге упадет обратно на черное тело 2.
Это означает, что тепловое равновесие никогда не будет достигнуто, так как никакая энергия
потоки от 2 до 1, а температура T 2 может достигать сколь угодно высоких значений.
Проще
версия вышеупомянутого устройства не будет иметь параболического концентратора, как этот,
с использованием пленок, отражающих свет под углом 45 градусов:
Из-за геометрии свет с правой стороны никогда не
достигает левой стороны, поэтому черное тело справа будет продолжать получать
энергию излучением, не теряя при этом ничего. Эта установка действует как демон Максвелла для
фотоны, а не молекулы газа.
5. Можно сказать, что на практике не существует такой вещи, как
голографическая пленка, которая направляет весь падающий свет в
единое направление. Фактические прототипы, сделанные Terrasun (изобретатели упомянутых выше патентов), которые я видел в действии, собирают
свет всего с пары направлений и направить его широким лучом в другом направлении.
направление. Сомнительно, чтобы была идеальная или почти идеальная пленка для управления светом.
может быть сделано на практике, так как это потребует записи многих голограмм в
одиночная пленка и наложенные голограммы, хотя теоретически могут
сосуществовать, в конечном итоге мешают друг другу, поэтому они не могут работать. Так
следующий вопрос: насколько хорошо управляющие светом голограммы должны работать в
практики, чтобы они все еще могли быть основой вечного двигателя? Последний
машина выше нарушает 2-й закон, препятствуя обратному прохождению света,
без всякого сосредоточения, тогда как первый делает это сосредоточением, не нуждаясь
вообще односторонняя передача.
Если оба эффекта сочетаются, как в машине в
середине, возможно, еще удастся добиться нарушения с несовершенной голографической
фильмы.
Например, пленка, которая вообще не управляет светом, но
просто предотвращает его отражение в определенной области, все еще может сформироваться
основа одностороннего светового клапана, как на картинке ниже:
Здесь пленка не будет отражать свет под определенным углом выключения
поверхность. Сформировав пленку в виде логарифмической спирали, можно
убедитесь, что свет, попадающий в устройство слева (или
правый), вышел бы из левого порта, даже если бы свет был иначе
рассеянный. Если «слепой угол» для отсутствия отражения не наступает, все
путь на поверхность, устройство было бы посложнее, но я не
поверьте, что было бы невозможно придумать пример.
Точно так же эффект концентрации не обязательно должен быть идеальным в
порядок работать. Даже концентрация из-за изменения показателя преломления
может помочь, если изменение достаточно сильное, как в этом устройстве:
Здесь голографической пленки нет вообще, а частичная
концентрация достигается за счет изменения показателя преломления
передающую среду, которую мы предполагаем не участвующей в излучении.
После
пересекая границу раздела, излучение, идущее от черного тела 1, будет частично
выровнена по оси параболического зеркала в пределах полного отражения
угол интерфейса, определяемый как:
где n 1 и n 2 – показатели преломления прозрачных сред, контактирующих с черным
корпуса 1 и 2 соответственно. Этот угол измеряется от перпендикуляра
направлении так, что чем больше отношение показателей преломления, тем больше
выровнена по перпендикуляру (который также является осью
параболическое зеркало) будет свет. Как мы видели раньше, свет не нужен
быть полностью выровненным с осью параболического зеркала, чтобы ударить
поверхность меньше, чем поверхность излучения, что приводит к температурному дисбалансу.
Помимо всего прочего, голограммы, интерфейсы и другие компоненты
в устройстве не нужно одинаково хорошо работать со всеми длинами волн в
спектр, как на самом деле они не будут.
Чтобы увидеть это, достаточно представить, что
поверхности черного тела покрыты фильтрующей пленкой или краской, которая позволяет
пройти определенную длину волны. Эта узкопроходная пленка, безусловно, идеальна,
но есть существующие фильмы, которые довольно хорошо аппроксимируют это поведение. В этом
случае все излучение, участвующее в обмене, будет одного
длина волны, но все, что мы обсудили выше, все еще сохраняется, и там
все равно будет дисбаланс теплопередачи и разница температур будет
созданный.
Вывод:
Меня бы, наверное, выгнали с работы профессора и
защитник 2-го закона термодинамики, если бы я сказал, что эти машины могут
работать, так что не скажу. Но я скажу так: они ставят меня в тупик
пока и иногда удается отнять у меня сон (ну, часть его, правда :-),
поэтому, пожалуйста, дайте мне знать, если вы придумаете более убедительный аргумент, почему они
не могут работать (кроме того, что они, похоже, нарушают 2-й закон
Термодинамика).
Если, с другой стороны, вы решите построить его и преуспеете
(они кажутся довольно простыми, но я не такой рукастый, и забываю о
написать предложение, чтобы получить финансирование для этого), я хотел бы услышать от вас. Мой
электронная почта находится в другом месте на этом сайте. Вам будет гарантирована строгая конфиденциальность,
потому что я знаю, что вы, вероятно, получите, если ваша машина действительно работает и
Об этом узнает дядя Сэм (подсказка: точно не патент, а как насчет приятного
отпуск на эксклюзивном курорте на юге Кубы?). Если они найдут меня,
Единственная линия, которая пересечет мои губы, будет:
Eppure si muove!
вернуться на главную страницу
Разоблачение Perpetual Motion
Разоблачение Perpetual Motion
Джошуа Юн
7 декабря 2017 г.
Представлено в качестве курсовой работы для Ph340,
Стэнфордский университет, осень 2016 г.
Введение
| Рис. 1: Разбалансированное колесо, которое было одним из первых зарегистрированных физических попыток создать вечный двигатель. (Источник: Викимедиа Коммонс) |
Альберт Эйнштейн, человек, стоящий за General Relationly
и фотоэлектрический эффект, как однажды якобы сказали, что «воображение более
важно, чем знание.» Для многих это было источником вдохновения для
идеи, которые привели к крупным открытиям за последние сто лет, но
для других было очевидно, что они зашли слишком далеко. Различные ученые
в средние века были очарованы идеей вечного
двигатель, обладающий сверхъестественной способностью выполнять работу
на неопределенный срок без каких-либо дополнительных работ. Их рисунок отображает их
первые попытки получить неограниченный источник энергии,
будет устойчивым и использоваться для выполнения простых задач.
[1]
Естественно, стало очевидным, что со временем эти «изобретения»
не были тем, что они намеревались достичь, и в значительной степени
стали известны не более чем интеллектуальные диковинки со стороны научных
сообщество. Однако с каждым предлагаемым вечным двигателем приходит
вызов, поставленный перед учеными, чтобы опровергнуть его способность работать как
изначально описано. [2] Здесь мы выделяем несколько важных примеров
вечные двигатели, которые продолжают вдохновлять нас думать
критически относиться к его недостаткам и окончательным заблуждениям.
Перебалансированное колесо
Давайте сначала рассмотрим конкретный пример, чтобы проиллюстрировать
как потенциально может выглядеть машина, работающая в вечном двигателе
как. Во многих ранних примерах использовалось колесо, которое продолжало
крутиться бесконечно. Одно из первых зарегистрированных устройств известно как
Колесо Бхаскары или «перебалансированное колесо», где он использовал тот факт,
что грузы не были равноудалены от его оси вращения и в
Эффект будет использовать дисбаланс крутящего момента.
[3] Больше массы
удерживается постоянно на одной стороне оси, в то время как есть также большая
крутящий момент, а также по мере того, как каждый вес смещается на больший радиус, возникает
импульс, предназначенный для поддержания вращения. Однако есть
моменты, когда на самом деле крутящий момент будет уравновешен, а значит,
вечное движение недостижимо, поскольку мы не можем гарантировать, что ось
не имеет трения.
Демон Максвелла
| Рис. 2: Мысль Демона Максвелла эксперимент, вызвавший большой интерес к тому, как информация связана с энергией. (Источник: Викимедиа Коммонс) |
Вместо создания вечной машины Джеймс Клерк
Максвелл придумал мысленный эксперимент под названием «Демон Максвелла».
[4] В этом эксперименте есть закрытая коробка, разделенная на две части.
небольшие комнаты у стены посередине. В начале есть газ.
молекулы движутся с разными скоростями и одинаково
распределенный. Посередине находится «демон», который открывает дверь в
посередине, позволяя молекулам газа проходить, когда он того пожелает.
«демон» предпочитает отпускать молекулы газа, которые двигаются быстрее, в одну сторону.
в то время как медленно движущиеся направляются на другую сторону. В какой-то момент,
одна сторона коробки горячее другой, а это значит, что
общая энтропия системы уменьшилась. 2-й закон
термодинамика утверждает, что полная энтропия никогда не может уменьшиться за
время для изолированной системы. Демон Максвелла, однако, кажется,
нарушил этот принцип, и кажется, что теперь можно извлечь
энергии от этой установки. Различные люди указывали, что для того, чтобы
для этого «демон» должен уметь измерять, хранить и
стереть информацию. Когда он проходит эти этапы, то в целом
энтропия демона должна была увеличиться, что больше, чем
количество энтропии, которое уменьшилось в ящике.
Заключение
На основании нескольких примеров из многих видно, что
в конечном итоге есть недостатки в том, как они работают, и наши первоначальные
понимание системы. Но ясно, что что-то хорошее может выйти
очень диковинных, но творческих сценариев. Они заставляют нас думать о
самые фундаментальные идеи физики и бросить вызов нашей собственной интуиции
мира. Итак, люди, которые следуют идее вечного двигателя
тогда глупо? Их ждет погоня за дикими гусями? Или есть что-то
они знают, что мы не знаем? Любопытство может подтолкнуть некоторых к чудесным
вещи, но он также может вызвать безумие от других. Так или иначе, давайте
восхищайтесь нашей способностью мечтать о вещах, которых никогда не было, и пусть наши
воображение уносит нас в новые места, которых никогда не было.
© Джошуа Юн. Автор дает разрешение на
копировать, распространять и отображать это произведение в неизмененном виде, с
ссылка на автора только в некоммерческих целях.
Все остальные
права, включая коммерческие права, сохраняются за автором.
Ссылки
[1] Д. Цаусис, «Вечный двигатель», J. Eng.
науч. Тех. Ред. 1 , 53, (2008).
[2] К. Уодлоу, «Патенты на вечный двигатель
Машины», J. Intellect. Prop. Law Practice 2 , 136 (2007).
[3] А. Дженкинс, «Автоколебания», Отчеты по физике.
525 , 167 (2013).
[4] Дж. Д. Коллиер, «Два лица демона Максвелла».
Раскройте природу необратимости», Stud. Hist. Phil. Sci. 21 ,
257 (1990).
▷ Вечные двигатели, генерирующие вечное электричество – реальная правда
Один из наших членов прислал нам эту статью после прочтения нашего предложения в последнем информационном бюллетене. Проверьте это и дайте свое впечатление. Вы можете отправить нам все типы статей по почте.
Введение
«Вечный двигатель — это тип машины, которая работает без потребления какой-либо энергии или топлива, и в большинстве случаев считается, что она, в свою очередь, производит механическую энергию, которая затем может быть преобразована в электрическую энергию, известное как вечное электричество».
Всем известно, что ресурсы Земли ограничены, и рано или поздно они истощатся. Никто не может отрицать этот факт. Более того, постоянно растущее население в сочетании с многочисленными отраслями, которые используют очень ограниченные природные ископаемые виды топлива для ускорения собственного роста под маской развития будущего нации, конечно, никогда не захотят, чтобы мы знали эту ужасную правду. .
Но много веков назад, еще до начала промышленной революции, мудрецы уже предвидели, что ждет грядущие поколения. Они уже думали о будущем и были полны решимости создать машины, которые не использовали бы для работы какое-либо топливо или энергию, а фактически производили бы энергию бесплатно, и это тоже навечно! Так возникла идея вечного двигателя (ВДМ).
Как эти машины должны работать без использования энергии?
Говорят, что первое вечное колесо объяснил индийский автор по имени Бхаскара (ок. 1159 г.). У него был круглый обод, в котором размещались контейнеры в виде пробирок, содержащие ртуть.
Гипотетический принцип заключался в том, что по мере вращения колеса ртуть в трубках продолжает течь влево, создавая непрекращающееся гравитационное притяжение, которое будет поддерживать вращение колеса вечно.
Также известное как «Персидское колесо», никому еще не удавалось испытать эту штуку в реальной жизни.
После Бхаскары было много художников, писателей, инженеров и ученых (на самом деле они не были учеными, но большинство из них называли себя ими!) инструменты, но добились лишь небольшого успеха, если не полностью потерпели неудачу (из-за того, что эти машины в конечном итоге остановятся, когда их компоненты начнут изнашиваться из-за трения, они предполагали лишь небольшой успех).
Тем не менее, они предоставили нам достаточно доказательств того, что машина, более близкая к идеальному ПММ, действительно может быть построена по мере развития технологии.
Можно ли производить вечное электричество?
Выработка электроэнергии с помощью этих гипотетических машин была большой проблемой.
Тем не менее, такие громкие имена, как Renault и BMW (с электромагнитными автомобилями), International Tesla Electric Company (ITEC) с генератором на постоянных магнитах (который не требует энергии для работы и способен производить 26 000 кВт энергии в сутки). год, для бытовых целей) доказали, что мы приближаемся к созданию настоящего ПММ, о котором могли только мечтать наши великие ученые-историки.
Как мы все знаем, электромагнитное излучение производит электромагнитную энергию (радиоволны, световые волны) и вызывает срабатывание электромагнитного поля. То, что мы называем постоянным магнитом, является результатом этого процесса, и как только магнитный материал заряжается внешним магнитным полем, он остается заряженным долгое время даже после того, как фактическое магнитное поле (которое его зарядило) было удалено.
После зарядки он сам становится основным источником магнитного поля и начинает взаимодействовать с другими намагничивающимися материалами, а также превращать их в постоянные магниты:
Вопрос: «Можно ли создать вечный двигатель с помощью аналогичного процесса?» Вечный двигатель в замкнутой системе нарушает первый закон термодинамики.
