Содержание
Когда не до законов: физика vs вечные двигатели
Search
Время на чтение 5 мин.
На этой неделе СМИ сообщили новость, удивившую многих: Роспатент выдал свидетельство на проект вечного двигателя. Хотя произошло это еще в августе 2020 года, факт завирусился только сейчас. Автор проекта ищет деньги на его практическое воплощение, а на вопрос, каким образом работает его вечный двигатель, отвечает, что он «использует для своей работы экологически чистую, возобновляемую энергию силы инерции центростремительного ускорения жидкости». Что означает этот набор слов, не поясняется.
Бессердечная термодинамика
Не существует целых два вида вечных двигателей. Вечный двигатель первого рода бесконечно совершает работу, не тратя на это энергию.
Против создания подобного устройства выступает первое начало термодинамики, постулирующее закон сохранения энергии. Чтобы совершить какую-то работу, нужно потратить энергию, что противоречит идее подобного двигателя.
Чтобы обойти ограничения, наложенные первым началом термодинамики, придумали вечный двигатель второго рода. Это такой тепловой двигатель, который запускается и работает неограниченно долго, преобразуя в работу всю теплоту, получаемую из окружающей среды. К сожалению, и тут термодинамика обломала все веселье. Согласно ее второму начало, в замкнутой системе энтропия (то есть мера беспорядка) либо остается неизменной, либо возрастает. Простыми словами это означает, что тепло может передаваться от более нагретого тела к более холодному, а наоборот, как этого требует вечный двигатель второго рода, не может. Кроме того, невозможно достичь стопроцентного коэффициента полезного действия — часть энергии всегда будет уходить на что-нибудь бесполезное. В общем, вечный двигатель второго рода тоже неосуществим.
Но, может быть, сама термодинамика ошибается? Увы, все три ее начала настолько фундаментальны, что на них основано множество физических законов, многократно проверенных экспериментально. В школах часто показывают такой эксперимент: в начале урока ставят рядом два стакана — с кипятком и холодной водой. Через какое-то время горячая вода охлаждается, а холодная — нагревается. Это и есть второй закон термодинамики: если не предпринимать дополнительных усилий и не ставить стаканы в холодильник, то температура переходит от нагретого тела к холодному, но не наоборот.
Нужно упомянуть, что все же есть «вечные» двигатели, которые можно построить без конфликта с законами физики. Если устройство постоянно получает энергию от солнца или ветра — по сути, вечных источников — то оно будет работать до тех пор, пока не сломается. Или пока солнце не погаснет.
Невозможность вечного двигателя очевидна настолько давно, что еще в 1775 году Французская академия наук решила больше не рассматривать проекты таких устройств.
Американское патентное ведомство пришло к такому же решению век назад. Впрочем, в Международной патентной классификации, созданной в 1971 году, раздел для гидродинамических и электродинамических вечных двигателей оставили. Видимо, в надежде на чудо.
Вечное колесо
По всей видимости, проект одного из древнейших вечных двигателей, дошедших до нас, принадлежит индийскому математику Бхаскаре II.
В своем труде «Венец учения» Бхаскара описывает колесо с прикрепленными наискось длинными узкими сосудами, заполненными ртутью. Ртуть перемещалась в сосудах под действием силы тяжести, тем самым заставляя устройство вращаться. Разумеется, вечно оно вращаться не может. Однако вращающее колесо оставалось продуктивной идеей для изобретателей вечных двигателей.
Например, в 1712 году немецкий изобретатель Иоганн Бесслер, предпочитавший псевдоним Орфиреус, представил свое колесо. Как он утверждал, оно приводилось в действие положением, расположением и перемещением его собственных скрытых весов, могло перемещаться грузы и находится в движении неограниченно долго.
Орфиреус охотно демонстрировал свое колесо всем желающим, в том числе на ярмарках, отчего получал неплохой доход. Одно время изобретением даже интересовался Петр I, который хотел купить его за сто тысяч талеров (каждый талер — это, на минуточку, 20 граммов чистого серебра, так что сумма огромная). Но в 1725 году Петр умер, так и не сподобившись посетить Германию и осмотреть колесо.
А вот Карл, ландграф Гессен-Кассельский устроил колесу испытание.
Устройство поместили в комнату, запустили, заперли на две недели и приставили охрану. Когда комнату снова открыли, колесо вращалось с той же скоростью, что и сразу после запуска. Тогда колесо снова закрыли, но уже на 40 дней. И вновь по прошествии этого срока оно вращалось с неослабевающей быстротой.
Впрочем, секрет оказался прост. Орфиреус как-то поссорился со своими домашними, которые и выболтали его секрет. Оказалось, что колесо приводилось в действие людьми, незаметно дергавшими за тайный шнурок. Провернуть такую аферу под носом у правителя было дельцем хлопотным, но, видимо, того стоило. До конца жизни Орфиреус утверждал, что его оклеветали.
Как важно учить физику
Казалось бы, в современный просвещенный век, когда космические корабли бороздят просторы Вселенной, продать кому-то вечный двигатель — совсем уж утопическая задача. Оказывается, нет.
В 2004 году инженер из ЮАР Майкл Брейди основал компанию Perendev, которая планировала уже в 2005 году заняться изготовлением двигателей на постоянных магнитах, работающих без топлива.
Первое начало термодинамики вышло из чата, но сорок людей, очевидно, прогуливавших физику в школе, внесли предоплату на сумму в миллион евро. И стали ждать своих вечных двигателей.
А вот Брейди ждать не стал. Он тут же объявил себя банкротом и со всеми деньгами отправился кутить в Швейцарию. Там его и арестовали в 2010 году.
Можно обмануть людей, но физику — никогда.
Другие статьи
Вечность. Чем закончились попытки создать вечный двигатель
28 марта 2023, 12:30
28 марта 2023, 13:30
28 марта 2023, 14:30
28 марта 2023, 15:30
28 марта 2023, 16:30
28 марта 2023, 17:30
28 марта 2023, 18:30
28 марта 2023, 19:30
28 марта 2023, 20:30
28 марта 2023, 21:30
28 марта 2023, 22:30
О законе сохранения энергии в масштабе Вселенной, о том, что вечного двигателя первого рода не существует, о Демоне Максвелла и вечном двигателе второго рода, об энтропии как потерянной информации и почему её нельзя уменьшить, рассказывает заведующий лабораторией в Физическом институте им Лебедева РАН, ведущий телеканала «Наука», доктор физико-математических наук Алексей Семихатов.
общество
музыка
наука
искусство
физика
радио
культура
история
Рита Митрофанова
Александр Пушной
Популярные радиопередачи
История (Радио Маяк)
Популярные шоу (Радио Маяк)
Жизнь (Радио «Маяк»)
Научпоп (Радио «Маяк»)
В эфире (Радио «Маяк»)
Смотрим всё
Вечный двигатель — первый, второй и третий вид
под редакцией Редакционная группа | Механика твердого тела
Что, если я скажу, что существует машина, непрерывно производящая энергию без каких-либо затрат энергии? Что, если я скажу, что есть машина, которая на 100% эффективна? Ответы на все эти вопросы Вечный двигатель (ВММ) .
Это машины, которые бросают вызов законам природы. Но что это такое и возможны ли они, которые вы увидите в этом сообщении в блоге.
Вечные двигатели
Одной из самых популярных и столь же противоречивых тем в научном сообществе являются вечные двигатели. Определяемый как «движение, которое продолжается вечно без какого-либо внешнего воздействия или ввода», вечное движение , несомненно, привлек внимание молодых ученых, начинающих инженеров или студентов, изучающих естественные науки.
Искушение простое – получить бесконечную работу от машины, не требуя топлива или внешней энергии. Изобретение таких устройств сделает любого богатым и знаменитым или поможет получить Нобелевскую премию. Однако, как только начинает действовать реальность, возможность мгновенно исчезает.
Несмотря на подавляющее количество научных данных и доказательств против возможности создания вечного двигателя, поиск такой машины не прекращается. Все пытались спроектировать и построить такие устройства, от Леонардо да Винчи до Никола Тесла .
Со временем появилось много новых технологий, изменился подход, но поиски продолжались.
В общем, существует три типа вечных двигателей (ВДМ):
- PMM1: Машина, производящая работы без затрат энергии.
- PMM2: Машина со 100% эффективностью.
- PMM3: Машина без трения.
Вечный двигатель 1
Машина, непрерывно производящая работы без затрат энергии. Такая машина будет производить энергию сама.
Но это всего лишь гипотетическая машина, потому что она нарушает первый закон термодинамики. Первый закон термодинамики утверждает, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена; его можно только преобразовать из одной формы в другую. Итак, для того, чтобы любая машина работала в реальности, она может это делать, преобразовывая одну форму энергии в другую.
Вечный двигатель (ВДМ)1
Вечный двигатель 2
Еще одна гипотетическая машина, удовлетворяющая первому закону термодинамики и преодолевающая ограничения ВЭД1, — это ВЭД2.
PMM2 — это те гипотетические машины, которые могут генерировать работу от одного источника теплового резервуара . Эта машина поглощает тепло из одного теплового резервуара и в конечном итоге преобразует поглощенную энергию в рабочую энергию. В результате термодинамический КПД таких устройств становится 100%. Но такая машина нарушает утверждение Кельвина-Планка, в котором говорится, что ни один двигатель не может работать с одним тепловым резервуаром. И возможность 100% КПД этих машин также нарушает теорему Карно , касающуюся термодинамического цикла и КПД. В конце концов, все эти моменты делают практически невозможным любое такое устройство.
Вечный двигатель (ВДМ)2
Вечный двигатель 3
Еще одна машина на этой линии — ВЭД третьего рода, которые устраняют трение и, следовательно, вечно продолжают движение за счет инерции. Хотя может показаться возможным устранить трение, в конечном итоге это никому не удалось.
Из всех трех машин наиболее близко к третьему типу относятся машины хранения движения.
Они не будут производить энергию или выполнять работу больше, чем на входе, но сохраняют энергию в виде механического движения.
Выводы
Возможность машин, производящих бесконечную энергию, кажется заманчивой, но случай таких машин нарушает фундаментальные законы природы . Несмотря на подавляющее количество научных доказательств невозможности вечного двигателя, все еще есть те, кто отказывается верить.
Некоторые ключевые выводы из поста:
- Вечный двигатель: Движение, которое продолжается вечно без какого-либо внешнего воздействия или ввода.
- PMM1: Машина, которая непрерывно производит работу без затрат энергии. Такие машины нарушают первый закон термодинамики.
- PMM2: Машина, которая может производить работу от одного источника тепла и, как следствие, иметь 100% термодинамический КПД. Такие устройства нарушают второй закон термодинамики.
- PMM3: Машина, полностью устраняющая трение и вечно продолжающая движение за счет инерции.
Приложения для Android
⭐️ ⭐️ ⭐️ ⭐️ ⭐️ 1000+ | 400 000 + загрузок (всего)
Наша цель в eigenplus — научить студентов-строителей анализу конструкций и проектированию, начиная с фундаментальных принципов. Мы делаем это с помощью интерактивных приложений для Android и сопутствующих веб-статей и видео.
Наши приложения помогли более чем 400 тысяч студентов по всему миру, чтобы понять и изучить концепции проектирования конструкций. Ознакомьтесь с нашими приложениями в магазине Google Play.
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ
Метки Вечный двигатель, вечный двигатель 1, вечный двигатель 2, вечный двигатель 3, PMM, PMM1, PMM2, PMM3, термодинамический закон
Вечный двигатель — определение, типы, мифы и факты и часто задаваемые вопросы
Вы знаете, как мы называем что-то, что продолжает работать вечно в незатронутой системе? Его называют вечным.
Итак, что вы подразумеваете под вечным двигателем? Возможна ли система, находящаяся в вечном движении? Подчиняется ли она законам термодинамики? Что является источником энергии в вечном двигателе? В этой статье вы узнаете ответы на все эти вопросы.
Что такое вечный двигатель?
Мы знаем, что для любого движения необходим внешний источник энергии. Если мы возьмем игрушку, которая работает от батареи, она получает энергию для работы через батарею и останавливается, когда энергия батареи исчерпывается. Однако эти вечные системы никогда не требуют для работы такого источника энергии. Машина, которая может работать бесконечно без внешнего источника энергии, известна как вечный двигатель. Любое движение, которое может поддерживаться без использования каких-либо внешних источников энергии, называется вечным двигателем.
Примечание. Машина, работающая на вечном двигателе, является гипотетической машиной. По законам физики эти машины не могут существовать.
Концепция вечного двигателя или вечного двигателя нарушает законы термодинамики.
Согласно первому закону термодинамики, энергию нельзя создать или уничтожить, ее можно только преобразовать из одной формы в другую. Вечный двигатель, если бы он существовал, должен был бы производить работу без затрат энергии.
Согласно второму началу термодинамики, в естественном термодинамическом процессе сумма энтропий взаимодействующих термодинамических систем возрастает. Некоторая часть энергии вечного двигателя теряется при преобразовании тепла в работу. Теперь давайте узнаем типы вечных двигателей.
Типы вечных двигателей
Поиски создания вечных двигателей никогда не прекращались. На самом деле поиски начались в 8 веке с изобретением волшебного колеса. Выдающиеся физики, такие как Никола Тесла и Леонардо да Винчи, вложили свое драгоценное время и знания в его поиск.
Вечные двигатели делятся на три типа:
- Машины первого рода
- Машины второго рода
- Машины третьего рода
Машины первого рода
Этот тип машин производит работу без затрат энергии и не подчиняется первому закону термодинамики.
Машины второго рода
Этот тип машин самопроизвольно преобразует тепловую энергию в механическую работу без каких-либо затрат. Когда тепловая энергия рассматривается как эквивалент выполненной работы, это явно нарушает второй закон термодинамики.
Машины третьего рода
Этот тип машин продолжает двигаться вечно из-за инерции, поскольку они полностью устраняют трение. В механической системе диссипация не может быть полностью устранена. Следовательно, существование таких машин невозможно.
Мифы о вечных двигателях
Существует ошибочное мнение, что некоторые системы считаются вечными двигателями. Давайте обсудим некоторые мифы о вечных двигателях.
Можно было бы предположить, что часы с автоподзаводом, как следует из названия, могут работать сами по себе без какого-либо вмешательства. Но дело в том, что он получает энергию от изменений температуры или давления атмосферы. Следовательно, это не вечный двигатель.
Другим классическим примером является то, что небесные тела, такие как планеты, могут казаться находящимися в вечном движении.