Почему вечный двигатель невозможен

Когда речь заходит о вечном двигателе, главная проблема — путаница в формулировках. Почему-то некоторые считают, что вечный двигатель – это машина, которая движется постоянно, что она никогда не останавливается. Эта правда, но лишь отчасти.

Действительно, если вы однажды установили и запустили вечный двигатель, он должен будет работать до «скончания времён». Назвать срок работы двигателя «долгим» или «продолжительным» – значит сильно преуменьшить его возможности. Однако, ни для кого не секрет, что вечного двигателя в природе нет и не может существовать.

Но как же быть с планетами, звездами и галактиками? Ведь все эти объекты находятся в постоянном движении, и это движение будет существовать постоянно, до тех пор пока существует Вселенная, пока не наступит время вечной, бесконечной, абсолютной темноты. Это ли не вечный двигатель?

Именно при ответе на этот вопрос и вскрывается та путаница в формулировках, о которой мы говорили в начале. Вечное движение не есть вечный двигатель! Само по себе движение во Вселенной «вечно». Движение будет существовать до тех пор, пока существует Вселенная. Но так называемый вечный двигатель — это устройство, которое не просто движется бесконечно, оно еще и вырабатывает энергию в процессе своего движения. Поэтому верно то определение, которое даёт Википедия:

Вечный двигатель — это воображаемое устройство, вырабатывающее полезную работу бо́льшую, чем количество сообщённой этому устройству энергии.

В интернете можно найти множество проектов, которые предлагают модели вечных двигателей. Глядя на эти конструкции, можно подумать, что они способны работать без остановки, постоянно вырабатывая энергию. Если бы нам действительно удалось спроектировать вечный двигатель, последствия были бы ошеломляющими. Это был бы вечный источник энергии, более того, бесплатной энергии. К сожалению, из-за фундаментальных законов физики нашей Вселенной, создание вечных двигателей невозможно. Разберёмся, почему это так.

Физика работы вечного двигателя

В нашей Вселенной безраздельно властвует закон сохранения энергии. Согласно этому закону, энергия всегда сохраняется. Это означает, что энергия не может быть ни создана, ни разрушена. Вместо этого она просто переходит из одного состояния в другое. Чтобы движение осуществлялось постоянно, энергия системы должна всегда оставаться постоянной и никуда не выделяться. Из одного этого факта следует, что вечный двигатель построить нельзя.

Почему? Чтобы поддерживать постоянное движение, мы должны соблюсти много требований к нашему устройству:

1. Машина не должна иметь каких-либо «трущихся» частей. Любая движущаяся часть не должна касаться других деталей. Трение, которое будет создано между деталями, в конечном счете приведёт к тому, что двигатель потеряет свою энергию. Создание гладкой поверхности недостаточно, так как не существует идеально гладких объектов. Тепло всегда будет генерироваться при трении двух частей (образование тепла требует энергетических затрат, поэтому двигатель будет терять энергию).
2. Машина должна работать в вакууме (без воздуха). Этот пункт напрямую связан с причиной, указанной в предыдущем пункте. Эксплуатация машины не в вакууме приведет к потере ее энергии за счет трения между движущимися частями и воздухом. Хотя потеря энергии из-за трения деталей двигателя о воздух очень мала, помните, что мы говорим о вечных двигателях. То есть, если существует малейший механизм потерь, то двигатель в конце концов потеряет свою энергию (даже если это займет очень много времени).
3. Двигатель не должен воспроизводить звук. Звук также является формой передачи энергии. Если машина издает какие-либо звуки, это ведёт к потере энергии. Хотя эта проблема исчезнет, если двигатель будет работать в вакууме, поскольку в вакууме звук распространяться не может.

И даже если предположить, что когда-нибудь мы сможем соблюсти все эти условия и построить такое устройство, которое будет двигаться вечно. Сможем ли мы получать из него энергию? Да, но только ту энергию, которая использовалась для приведения этого устройства в движение. Вечный двигатель в реальной жизни будет просто хранить изначально переданную ему энергию. Мы должны помнить, что энергия не может быть создана; она всегда лишь преобразуется из одной формы в другую. Так что, если вам удастся построить идеальную машину, способную двигаться вечно, вам понадобится энергия, чтобы запустить её. Это единственная энергия, которую вы сможете в конечном итоге получить обратно.

Материал подготовлен репетитором по физике на Юго-Западной Сергеем Валерьевичем

Вечный вопрос вечного двигателя | Futurist

Автор: Екатерина Бруй |  20 августа 2017, 12:40

Вечный двигатель уже многие века не дает покоя ученым и инженерам. Еще бы, идея создать устройство, которое будет постоянно работать, не тратя при этом энергии, кажется очень заманчивой. Реально ли его создать, рассказывают ученые.

Что такое вечный двигатель?

Вечный двигатель или Perpetuum Mobile – это устройство воображаемое. Некоторые считают, что теоретически можно создать машину, которая будет бесконечно совершать работу без затрат каких-либо энергетических ресурсов. В то же время, постепенно ученые разочаровывались в этой идее и признавали, что от попыток создать такое устройство лучше отказаться, потому что они бессмысленны. Невозможность создать вечный двигатель постулируется как первое начало термодинамики. Но до сих пор идея вечного двигателя вызывает повышенный интерес.

Идеальный вечный двигатель должен проработать до окончания Большой заморозки (Big Freeze). Сторонники этой теории считают, что до скончания времени Вселенная будет расширяться с очень плавным ускорением. Этот процесс и называется Большой заморозкой, и когда он завершится, наступит конец всего. Когда это произойдет, точно не установлено, но у нас есть еще приблизительно 100 триллионов лет. Так вот, вечный двигатель должен работать как минимум столько же, чтобы считаться настоящим вечным двигателем.

Какими бывают вечные двигатели?

Perpetuum Mobile делятся на двигатели первого рода и второго рода. Двигатели первого рода могли бы функционировать без топлива — и вообще без энергетических затрат, которые возникают, например, при трении деталей механизма друг о друга. Двигатели второго рода могли бы извлекать тепло из более холодных окружающих тел и использовать эту энергию в работе.

Есть много проектов в Интернете, которые утверждают, что работают над конструкцией вечного двигателя. Однако если изучить эти проекты внимательно, становится понятно, что они все очень далеки от идеи вечного двигателя. Но если кому-то удастся сделать такое устройство, последствия будут ошеломляющими. Считается, что мы получим вечный источник энергии – бесплатной энергии.

К сожалению, согласно фундаментальным законам физики нашей Вселенной, создание вечного двигателя невозможно.

Почему создание вечного двигателя невозможно?

Вероятно, есть много людей, которые скажут «никогда не говори «никогда», особенно, если речь идет о науке». В какой-то степени это справедливо. Но если окажется, что вечный двигатель создать возможно, это перевернет физику, которую мы знаем. Окажется, что мы во всем были неправы и ни одно из наших предыдущих наблюдений не имеет никакого смысла.

Первый закон термодинамики -– закон сохранения энергии. Согласно этому закону, энергия не может быть ни создана, ни уничтожена – она просто переходит из одной формы в другую. Для того, чтобы держать механизм в постоянном движении, приложенная энергия должна остаться в этом механизме без каких-либо потерь. Ровно поэтому создание вечного двигателя невозможно.

Для того, чтобы построить вечный двигатель первого рода, мы должны выполнить несколько условий:

1. У машины не должно быть никаких «трущихся» частей, любые движущиеся части не должны касаться других частей, так как иначе между ними возникнет трение. Это трение в конечном счете приведет к тому, что машина начнет терять энергию. При соприкосновении частей возникает тепло, и именно это тепло и есть энергия, потерянная машиной. Вы скажете, что тогда нужно сделать устройство с гладкой поверхностью, чтобы не возникало трение. Но это невозможно, так как не бывает совершенно гладких объектов.
2. Машина должна работать в вакууме, без воздуха. Это исходит из первого условия. Эксплуатация машины в любом месте заставит ее терять энергию из-за трения между движущимися частями и воздуха. Хотя потери энергии из-за трения воздуха очень малы, для вечного двигателя это серьезная проблема. Если есть хотя бы минимальные потери энергии, машина начнет останавливается и в конце концов остановится совсем из-за этих потерь, даже если это займет очень много времени.
3. Машина не должна издавать никаких звуков. Звук также форма энергии, и если машина издает любой звук, это означает, что она также теряет энергию.

Двигатели второго рода, которые используют теплоту окружающих тел, не противоречат закону сохранения энергии. Однако эти хитрые конструкции бессильны против второго начала термодинамики: в замкнутой системе самопроизвольный переход теплоты от более холодных тел к горячим невозможен. Для этого необходим некий посредник. А для работы посредника необходима энергия из внешнего источника. Кроме того, в природе не существует по-настоящему обратимы

Но самое главное, создание вечного двигателя может оказаться бессмысленным. Люди рассчитывают, что если такое устройство будет сделано, мы получим бесплатный источник энергии. Но так ли это? На самом деле, мы получим ровно столько энергии, сколько направим в этот двигатель. Мы ведь помним, что согласно законам физики, которые пока не опровергнуты, энергия не может быть создана из ничего, она может быть только преобразована. Так что, выходит, вечный двигатель – это бесполезное устройство.

Понравилась статья?

Поделись с друзьями!

  Поделиться 0   Поделиться 0   Твитнуть 0

Подпишись на еженедельную рассылку

Разоблачение вечного двигателя

Завораживающая идея создания механизма, движущего самого себя, волновала буквально каждого изобретателя. Бесплодные поиски вечного движения положили основу инженерной науки и подтвердили законы, отрицающие его существование. Причины невозможности существования вечных двигателей, их модели и истории возникновения рассмотрены в данной статье.

Постановка задачи

Давно установлено, что изобретение вечного двигателя невозможно. В широком смысле, под вечным двигателем подразумевают механизм, безостановочно движущий сам себя. Но это далеко не достаточное определение. Благодаря многовековым бесплодным попыткам создания чудо-машины сегодня можно определить точно само понятие «вечного двигателя» и причины его неосуществимости. Более того, такие попытки оставили значительный след в истории и подтвердили существование важнейших законов физики. Каких, рассмотрим и проанализируем ниже.

Определение и классификация вечных двигателей

Итак, вечный двигатель, как уже известно — устройство воображаемое. По характеру совершаемой работы можно классифицировать следующим образом:

1. Вечный двигатель первого рода (физический \ механический, гидравлический, магнитный) — непрерывно действующая машина, которая, будучи запущенной один раз, совершает работу без получения энергии извне. Это устройства механического характера, принцип действия которых основывается на использовании некоторых физических явлений, например, на действии силы тяжести, законе Архимеда, капиллярных явлениях в жидкостях.
2. Вечный двигатель второго рода (естественный) — тепловая машина, которая в результате совершения цикла полностью преобразует тепло, получаемое от какого- либо одного «неисчерпаемого» источника (океана, атмосферы и т. п.), в работу. Связываются с циклически повторяющимися природными явлениями или с принципами небесной механики.

Такая классификация является распространенной и встречается в старой научной литературе. У более поздних исследователей существует еще одно определение. Оно исходит из представления об идеальной машине, работающей без потерь и превращающей всю сообщенную энергию в полезную работу или в какой-либо другой вид энергии.

К этим определениям ученые разных времен шли долгим путем. Они подвергали их обстоятельному анализу и были единодушны далеко не всегда. Проблема заключалась в том, можно ли считать вечным двигателем только ту машину, которая, будучи собрана полностью, немедленно начнет работать сама по тебе, или допустимо сообщить устройству начальный двигательный импульс. Спор велся и о том, относится ли к основным признакам вечного двигателя условие, чтобы он, будучи приведен в движение, одновременно совершал некоторую полезную работу.

Причины возникновения идеи создания

Первое упоминание о вечном двигателе относится к 1150 г. Но означает ли это, что античные механики не интересовались вечным движением? Наоборот, это являлось одной из тех традиционных проблем, которым в связи с исследованием физических явлений наука уделяла много внимания. Но при исследовании условий, определяющих круговое движение тел, греки пришли к выводам, теоретически исключающим всякую возможность существования на Земле искусственно созданного вечного движения. Например, Аристотель утверждал, что движение тел ускоряется по направлению к ее центру. О телах с действительно круговым движением он пишет: «Они не могут быть ни тяжелыми, ни легкими, так как не способны приближаться к центру или удаляться от него естественным или вынужденным образом». Такому условию удовлетворяют только небесные тела.

Но родоначальником идеи вечного двигателя считают индийского поэта, математика и астронома Бхаскара Ачарью (1114-1185), описавшего в своем стихотворении некое вечно двигающееся колесо. Заметим, что за основу взято тело круглой формы. Согласно древнеиндийской философии, регулярно повторяющиеся события, составляющие круговой цикл, являются для него символом вечности и совершенства. То есть прародители идеи вечного движения были мотивированы не практическими, а религиозными потребностями. Своего апогея идея вечного двигателя достигает в средние века в Европе, в период интенсивного строительства храмов, кафедральных соборов и княжеских дворцов, и тогда уже создателей, конечно, интересует практическое применение машины.

Некоторые модели вечных двигателей первого рода

Колесо с неуравновешенными грузами

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Вот модель вечного двигателя Бхаскары (Рис. №1) с прикрепленными наискось по внутренней стороне окружности длинными узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Бхаскара обосновывает вращение колеса следующим образом: «Наполненное так жидкостью колесо, будучи насажено на ось, лежащую на двух неподвижных опорах, непрерывно вращается само по себе».

Еще две модели, аналогичные по принципу действия, изобретенные в средневековой Европе. Роль сосудов, частично наполненных ртутью, играют выпукло­вогнутые секторы внутри колеса, внутри которых находятся тяжелые шары (Рис. №2) или подвижно закрепленные на внешней части колеса стержни с грузами на концах (Рис. №3).

Принцип действия данных двигателей заключается в создании постоянного неравновесия сил тяжести на колесе, вследствие которого колесо должно вращаться. Рассмотрим, почему этот расчет не оправдывается на примере обычного колеса. Здесь предполагается, что работу совершает сила тяжести, то есть в нормальных условиях (при небольших расстояниях и вблизи поверхности Земли) она постоянна и направлена всегда в одну и ту же сторону.

Рисунок 4

F_T — вес груза, F_P — сила, с которой рычаг воздействует на шарнир (компенсируется силой реакции опоры), F_B — поворачивающая сила, R — расстояние от шарнира (оси поворота) до траектории центра масс груза.

Когда рычаг стоит строго вертикально вверх, вес груза передается на шарнир и компенсируется реакцией опоры. Сила направлена по нормали к окружности, тангенциальная составляющая

отсутствует, значит, момент сил равен нулю. Это положение называется верхней мёртвой точкой (ВМТ). Если рычаг отклоняется, реакция опоры уже не компенсирует вес, появляется тангенциальная составляющая силы, а нормальная начинает уменьшаться. Так будет продолжаться только до тех пор, пока рычаг не примет горизонтальное положение. Когда момент сил достигнет максимального значения, рычаг снова начнет действовать на груз, нормальная сила поменяет свой знак относительно рычага. Тангенциальная сила начнёт уменьшаться, до момента, когда рычаг не окажется в положении вертикально вниз (нижняя мёртвая точка (НМТ)).

Таким образом, как видно из Рис. №4, половину рабочего цикла груз ускоряется, двигаясь из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ), и половину — замедляется. Сделав несколько оборотов, колесо с неуравновешенными грузами достигнет состояния равновесия.

Цепь на наклонной плоскости

Рисунок 5

Еще один тип механических вечных двигателей — тяжелая цепь, переброшенная более длинной стороной через систему блоков. Теоретически предполагалось, что часть, на которой находится большее количество звеньев, начнет соскальзывать с наклонной плоскости, вследствие чего замкнутая цепь будет беспрерывно двигаться. Однако известно, что цепь будет покоиться. Этот тип двигателей интересен в первую очередь тем, что из невозможности его вечного движения инженер, механик и математик Симон Стевин (1548-1620) доказал закон равновесия тела на наклонной плоскости. Одна цепь тяжелее другой во столько же раз, во сколько раз большая грань (АВ на Рис.№5) призмы длиннее короткой (ВС на Рис.№5). Отсюда следует, что два связанных груза уравновешивают друг друга на наклонных плоскостях, если их массы пропорциональны длинам этих плоскостей.

Похожий по принципу механизм (Рис. №6): тяжелая цепь перекинута через колеса так, что правая ее половина всегда длиннее левой. Следовательно, она должна падать вниз, приводя цепь во вращение. Но цепь в левой части натянута отвесно, а правая — под некоторым углом и изогнуто. Аналогично вечное движение и этого механизма невозможно.

Рисунок 6

Гидравлический вечный двигатель с винтом Архимеда

В подавляющем большинстве вечных гидравлических двигателей изобретатели пытались использовать известный со времен Древней Греции механизм — винт Архимеда — полую трубку со спиралевидной плоскостью внутри, предназначенную для подъема воды из сосуда в сосуд наибольшей высоты.

Рисунок 7

Жидкость из сосуда, поднимается фитилями сначала в верхний сосуд, оттуда другими фитилями еще выше, верхний сосуд имеет желоб для стока, которое падает на лопатки колеса, приводя его во вращение. Оказавшаяся в нижнем ярусе жидкость снова поднимается по фитилям до верхнего сосуда. Таким образом, струя, стекающая по желобу на колесо, не прерывается, и колесо вечно должно находиться в движении (Рис. №7).

Только колесо этой машины никогда не станет вращаться, поскольку в верхнем сосуде не окажется воды. Это произойдет потому, что капиллярные силы вызванные искривлением поверхности жидкости, хотя и позволяют преодолеть силу тяжести, поднимая жидкость в ткани фитиля, но они и удерживают ее в порах ткани, не позволяя ей вытечь из них.

Сосуд Денни Папена

Рисунок 8

Проект гидравлического вечного двигателя Денни Папена — сосуд, сужающийся в трубку и загнутый таким образом, что свободный конец трубки с меньшим радиусом расположен в пределах большого «горла» сосуда (Рис. №8). Автор предполагал, что вес воды в более широкой части сосуда будет превосходить вес жидкости, находящейся в трубке, в более узкой части. Таким образом, должна была происходить циркуляция жидкости за счет разности давлений. На самом деле в данном случае работает основной закон гидростатики: давление, оказываемое на жидкость, передается без изменения по всем направлениям. Поверхность жидкости в тонкой трубке установится на том же уровне, что и в сосуде, как в любых сообщающихся сосудах.

Ранее это двигателя были предложены похожие сосуды, иначе ориентированные в пространстве. В них за основу брался принцип действия сифона: в нем (в изогнутой трубке с коленами разной длины, по которой жидкость поступает из сосуда с более высоким в сосуд с более низким уровнем жидкости) работа, затрачиваемая на подъем жидкости, производится атмосферным давлением. В то же время, чтобы жидкость могла протекать через сифон, максимальная высота его изгиба не должна превосходить высоту столба жидкости, уравновешиваемого давлением внешнего воздуха. Для воды эта высота при нормальном барометрическом давлении составляет примерно 10 м. — этот факт не учитывался и приводил к неверным выводам о вечном движении такого двигателя.

Другие гидравлические двигатели

Рисунок 9

Среди множества проектов вечного двигателя было немало основанных на законе Архимеда. Один из таких проектов выглядит следующим образом: высокий сосуд (20 м), наполненный водой, имеет расположенные на одной грани в разных ее концах шкивы, через которые перекинут прочный бесконечный канат с четырнадцатью закрепленными полыми ящиками кубической формы. Ящики одинаковы, равноудалены, водонепроницаемы и имеют стороны в 1 м (Рис. №9).

Действительно, ящики, находящиеся в воде, будут стремиться всплыть вверх. На них действует сила, равная весу воды, вытесняемой ящиками.

Но даже при условии, что данный канат бесконечен, эффект не оправдывается, потому что чтобы канат вращался, ящики должны входить в сосуд именно со дна, а для этого они должны преодолеть давление столба воды, которое окажется значительно больше силы Архимеда.

Рисунок 10

Упрощенный вариант вечного двигателя гидравлического типа (Рис.№10), идея которого исходит из грубого нарушения толкования закона Архимеда. Погруженная в воду часть деревянного барабана, согласно закону Архимеда, подвергается действию выталкивающей силы. Конечно, колесо вращаться не будет, потому что сила будет направлена не вверх (как предполагалось изобретателем), а к центру колеса.

Магнитный вечный двигатель

Рисунок 11

Несложная, но оригинальная модель вечного двигателя с магнитами. К шаровому магниту, расположенному на стойке, ведут два наклонных желоба: один прямой, установленный выше, другой изогнутый (Рис. №11). Железный шарик, помещенный на верхний желоб, будет притягиваться магнитом, затем на пути он попадет в отверстие, скатится по нижнему желобу и снова перейдет на верхний желоб.

Однако, если магнит достаточно силен, чтобы притянуть шарик от нижней точки, то он не даст ему провалиться через отверстие, расположенное совсем рядом. Если же, наоборот, сила притяжения будет недостаточна, то шарик не притянется вовсе.

Вечный двигатель первого рода в противоречии с законом сохранения энергии

Окончательное утверждение закона сохранения энергии в 40-70 годы XIX века произошло на основе работ Сади Карно, Роберта Майера, Джеймса Джоуля и Германа Гельмгольца, которые показали связь между различными формами энергии (механической, тепловой, электрической и др.). Закон сохранения энергии формулируется в следующем виде: в изолированной системе энергия может переходить из одной формы в другую, но общее количество ее остается постоянным.

Как правило, невозможность вечного двигателя рассматривают как следствие закона сохранения энергии. Рассуждения Майера и опыты Джоуля доказали эквивалентность механической работы и теплоты, показав, что количество выделяемой теплоты равно совершенной работе и наоборот, формулировку же в точных терминах закону сохранению энергии первым дал Гельмгольц. В отличие от своих предшественников, он связывал закон сохранения энергии с невозможностью существования вечных двигателей. Принцип невозможности вечного двигателя был положен Майером и Гельмгольцем в основу анализа различных превращений энергии. Макс Планк в работе «Принцип сохранения энергии» сделал специальный акцент на эквивалентности (а не причинно-следственной связи) принципа невозможности вечного двигателя и принципа сохранения энергии.

В термодинамике исторически закон сохранения формулируется в виде первого начала термодинамики: изменение внутренней энергии термодинамической системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил над системой и количества теплоты, переданного системе, и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход, т. е. Q = ΔU + A. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.

Вечные двигатели второго рода

Классический вечный двигатель второго рода предусматривает возможность накопления тепла за счет работы, затраты которой меньше полученного тепла, и использования части этого тепла для повторного совершения работы в новом цикле. Таким образом, должен образоваться избыток работы. Другой вариант этого двигателя подразумевает упорядочение хаотического теплового движения молекул, в результате чего возникает направленное движение вещества, сопровождаемое понижением его термодинамической температуры. Широко известных проектов таких двигателей изобретено не так много, как, например, двигателей первого рода, и информация о них не достаточна для описания. Подавляющее большинство идей таких машин являются абсурдными и противоречивыми, либо относятся к классу мнимых вечных двигателей (по сути, не являются вечными), обладают низким КПД.

Сформулированное Рудольфом Клаузиусом второе начало термодинамики однозначно утверждает: невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему. Что также означает, что в замкнутой системе энтропия при любом реальном процессе либо возрастает, либо остается неизменной (т. е. ΔS ≥ 0). Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

Возможность использования энергии теплового движения частиц тела (теплового резервуара) для получения механической работы (без изменения состояния других тел) означала бы возможность реализации вечного двигателя второго рода, работа которого не противоречила бы закону сохранения энергии. Например, работа двигателя корабля за счет охлаждения воды океана (доступного и практически неисчерпаемого резервуара внутренней энергии) не противоречит закону сохранения энергии, но если, кроме охлаждения воды, нигде других изменений нет, то работа такого двигателя противоречит второму началу термодинамики. В реальном тепловом двигателе процесс превращения теплоты в работу сопряжен с передачей определенного количества теплоты внешней среде. В результате тепловой резервуар двигателя охлаждается, а более холодная внешняя среда нагревается, что находится в согласии со вторым началом термодинамики.

Мнимый вечный двигатель

Рисунок 12

В 60-х гг. XX в. мировую сенсацию произвела игрушка, получившая в СССР название «вечно пьющая птичка» или «птичка Хоттабыча». Тонкая стеклянная колба с горизонтальной осью посередине впаяна в небольшую емкость. Свободным концом колбочка почти касается ее дна. В колбе находится определенное количество эфира (в нижней части), верхняя пустая часть колбы обклеена снаружи тонким слоем ваты. Перед игрушкой ставят сосуд с водой и наклоняют ее, заставляя «попить» (Рис.№12). Затем механизм работает самостоятельно: несколько раз в минуту наклоняется к сосуду с водой, пока вода не кончится.

Механизм такого явления понятен: жидкость в нижней полости испаряется под влиянием комнатного тепла, давление растет и вытесняет жидкость в трубочку. Верхняя часть конструкции перевешивает, наклоняется, пар перемещается в верхний шарик. Давление выравнивается, жидкость возвращается в нижний объем, который перевешивает и возвращает «птичку» в первоначальное положение.

На первый взгляд здесь нарушается второе начало термодинамики: перепад температур отсутствует, машина только забирает тепло из воздуха. Но когда колба достигает сосуда с водой, вода из мокрой ваты интенсивно испаряется, охлаждая верхний шарик. Возникает разность температур верхнего и нижнего сосудов, за счёт которой и происходит движение. Если испарение прекратится (высохнет вата или влажность воздуха достигнет точки росы, то есть температуры, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу), машина в полном согласии со вторым началом термодинамики перестанет двигаться. Мощность такого двигателя очень низка из-за незначительной разности температур и давлений, при котором «птичка» работает.

Вечные двигатели как коммерческие проекты

Вечные двигатели, с древнейших времен окутанные тайной изобретения и действия, несомненно, создавались не только для использования в практическом плане. Во все времена были мошенники и фантазеры, намеревавшиеся извлечь не только энергию большую, чем 100%.

Одна из самых известных «афер века» — вечный двигатель Иоганна Бесслера (1680—1745).

Рисунок 13

Рисунок 14

Под псевдонимом Орфиреус этот саксонский инженер 17 ноября 1717 года в присутствии известных физиков продемонстрировал машину с диаметром вала больше 3,5 м. Двигатель пустили в ход и заперли в комнате, а проверив через полтора месяца, убедились, что колесо двигателя вращается с прежней скоростью.

Когда то же самое произошло еще через два месяца, слава Бесслера прогремела по всей Европе. Изобретатель соглашался продать машину Петру I , но этого не произошло. Однако это не помешало жить Бесслеру безбедно на средства, полученные путем демонстрации двигателя. Двигатель представляет собой большое колесо, вращающееся и поднимающее при этом тяжелый груз на значительную высоту (Рис. №13).

Изобретение вызвало множество споров и нерешенных вопросов. Самый главный из них — принцип действия — не был известен широкой публике. Поэтому недоверчивые скептики заключили, что секрет заключается в том, что искусно спрятанный человек тянет за веревку, намотанную, незаметно для наблюдателя, на скрытой части оси колеса. И их ожидания оправдались: вскоре служанка Бесслера раскрыла тайну:

двигатель действительно работал только с помощью третьих лиц (Рис. №14).

Еще один известный случай использования вечного двигателя «не по назначению»: в одном из городов с целью привлечения клиентов у одного кафе было установлено «вечно» вращающееся колесо, которое, конечно, запускалось с помощью механизма.

Некоторые разработчики идей вечных двигателей в хронологическом порядке:

1. Бхаскара Ачарья (1114-1185), поэт, астроном, математик.
2. Виллар де Оннекур (XIII век), архитектор.
3. Николай Кузанский (1401-1464), философ, теолог, церковно-политический деятель.
4. Франческо ди Джорджо (1439-1501), художник, скульптор, архитектор, изобретатель, военный инженер.
5. Леонардо да Винчи (1452-1519), художник, скульптор, архитектор, математик, физик, анатом, естествоиспытатель.
6. Джамбаттиста Порта (1538 — 1615), философ, оптик, астролог, математик, метеоролог.
7. Корнелиус Дреббель (1572 — 1633), физик, изобретатель.
8. Атанасиус Кирхер (1602-1680), физик, лингвист, теолог, математик.
9. Джон Уилкинс (1614-1672), философ, лингвист.
10. Денни Папен (1647-1712), математик, физик, изобретатель.
11. Иоганн Бесслер (1680—1745), инженер-механик, врач, мошенник.
12. Дэвид Брюстер (1781-1868), физик.
13. Вильгельм Фридрих Оствальд (1853-1932), физик, химик, философ-идеалист.
14. Виктор Шаубергер (1885-1958), изобретатель.

Заключение

В 1775 году Французская Академия приняла решение не рассматривать предложения вечных двигателей, выдвинув окончательный вердикт: построение вечного двигателя абсолютно невозможно. За всю историю вечного двигателя было изобретено более 600 проектов, причем большинство из них пришлось на время, когда стали известны законы термодинамики и сохранения энергии.

Конечно, усилия многочисленных создателей вечных двигателей не пропали даром. Пытаясь сконструировать невозможное, они нашли немало любопытных технических решений, придумали механизмы и устройства, которые до сих пор применяются в машиностроении. В бесплодных поисках вечного движения родились основы инженерной науки и подтвердились законы, отрицающие его существование.

Возможен ли вечный двигатель? — Записки о жизни. Кое-что интересное — LiveJournal

Современные ученые утверждают, что вечного двигателя нет и быть не может. Но чудаковатые инженеры, каждый пытающиеся изобрести неостанавливающееся устройство, никуда не делись. Да что там чудаки, если величайшие умы человечества, начиная с Архимеда, пытались создать перпетуум-мобиле. Чертежи вечного двигателя найдены в рукописях Да Винчи наряду с кучей других механизмов и устройств. И даже Михаил Калашников изобретал вечный двигатель, но изобрел в итоге знаменитый автомат. Так можно ли создать перпетуум-мобиле или нет?

Академик Ацюковский говорит: вечными двигателями 1-го рода называют устройства, бесконечно производящие работу из ничего, без затрат топлива. А есть ещё двигатели 2-го рода — они извлекает тепло из окружающей среды и превращают его в механическую энергию, как холодильник забирает тепло из морозилки и отдаёт его в окружающую среду.

Существование обоих видов двигателей опровергается законами термодинамики. Но есть те, кто не верит в современные законы физики, а верит в идеалистическую мечту, когда энергию можно получить из ничего и навсегда.

Возвращаясь к Да Винчи и его последователям. Наш экс-соотечественник Валерий Иванов на протяжении долгих лет воссоздавал устройства по чертежам Леонардо Да Винчи. Среди этих механизмов аж 13 относятся к тем устройствам, из которых Да Винчи хотел сделать вечные двигатели. Известно, что при жизни ни один из механизмов Леонардо реализован так и не был, все осталось лишь на чертежах.

Существует мнение, что Да Винчи в итоге стал одним из ярых противников идеи вечного двигателя, поняв, что создание его невозможно, а всех пытающихся таковой создать называл алхимиками. Потомкам он завещал всем этим не заниматься, ибо в природе существовать вечного двигателя не может.

Но есть и другое мнение. Мол, Да Винчи просто лукавил, ибо вообще был человек загадочным и со странностями. Современниками он был не понят, а многие изобретения Леонардо нашли применение спустя много лет, как это случилось, например, с подшипником. Да Винчи сконструировал особенный поворотный мост, который при жизни художника также построен не был. Зато теперь такие мосты не редкость.

Что, если один из механизмов его вечного двигателя вполне реален? Кто знает, кто знает.

Почему нельзя создать вечный двигатель?

История из жизни: Сдавали мы как-то термодинамику- трехстраничные выкладки и все сопутствующее. И вот в конце концов молодую маму нашу (второй курс, она первой родила) уставший преп спрашивает «не по билету, на тройку»: — А все-таки, почему нельзя создать вечный двигатель? И она, чуть подумав, радостно отвечает: — Ну, как же, у него топливо когда-нибудь кончится.. . А если серьёзно, то для вечного двигателя необходимо полное отсутсвие погрешностей: будь то сопротивление воздуха, потеря энергии из-за передачи, или ещё что то. Абсолютного вакуума не существует, или существует, а мы об этом не знаем. Скорость быстрее скорости света не существует, или мы об этом не знаем. Вечный двигатель нельзя создать, или мы об этом не знаем. Решив одну загадку автоматиччески появляются ответы на все.. .

почему же? возьми например солнце и луну в качестве спутника. . чем тебе не пример?

ничто не вечно под луной.. . (с)

Ты прав, все находится в вечном движении, потенциальное поле (гравитационное, электрическое) тоже является источником бесконечной энергии. Нужно только правильно эту энергию извлекать. Если тебе интересна эта тема, почитай статьи на alexfrolov.narod.ru

Может это просто никому не нужно.

Короче слушайте истину пацаны:)<br>Что такое вечный двигатель? Вечный двигатель (из физики) — это устройство, которое вырабатывает энергию, при этом никакой другой энергии для этого не используя. Это НЕВОЗМОЖНО.<br>А теперь три вещи, которые некоторые путают с вечным двигателем.<br>1) Даровые двигатели. Казалось бы, ветряные и гидроэлектростанции — это вечные двигатели. Но нет. Они используют энергию ветра и солнца, и лишь ПРЕОБРАЗОВЫВАЮТ ее в электрическую. При этом часть энергии теряется на трение и нагрев. У них есть определенные КПД.<br>2) Вечное движение. Казалось бы, луна вращается вокруг земли. Вечный двигатель? Нет. Потому что, если какой-нибудь космический великан захотел бы, чтобы луна при этом что-нибудь толкала или крутила — она бы быстро остановилась. Луна не затрачивает энергии и не вырабатывает. Она просто движется по инерции, т. к. ей ничего не мешает.<br>3) Насчет гравитации. Казалось бы, если поднять камень и отпустить его — земля притянет его, то есть совершит работу — переместит его на два метра вниз. И так — сколько угодно раз. Вечный двигатель? Нет! Потому что для этого надо сначала поднять камень на 2 метра вверх — совершить такую же работу, только в противоположном направлении, а значит их сумма равна нулю. Так вот, суммарная работа гравитационных и магнитных сил всегда равна нулю. Это как батут — он не вечный двигатель, хотя всех подбрасывает.

Ве&#769;чный дви&#769;гатель (лат. Perpetuum Mobile) — воображаемое устройство, позволяющее получать полезную работу или энергию путем использования заведомо меньших ресурсов, то есть имеющих КПД более 100 %.<br>То есть, теоретически он может питать сам себя. Использование любой другой энергии должно давать выход энергии беольший, чем было потреблено.<br>С этой точки зрения Солнце не является вечным двигателем (собственно, Солнышко медленно гаснет).

можно просто этоэкономически не выгодно

Вы путаете вечное движение и вечный двигатель. Вечное движение может существовать, если нет трения. Например, Земля вокруг Солнца будет вращаться практически вечно.<br><br>А двигатель — это не просто движение. Двигатель должен обязательно ДЕЛИТЬСЯ своим движением с другими механизмами. Например,автомобильный двигатель рождает движение, делится им с колёсами, а колёса приводят в движение весь автомобиль.<br><br>Так вот это вечно делать нельзя, так как в движении содержится энергия. Когда двигатель делится движением, он передаёт энергию, а сам её теряет. Поскольку есть закон природы, что энергия не может рождаться, то энергия — ограниченный ресурс. Когда она закончится в двигателе, ему больше нечем будет делиться.

В науке принята такая классификация. Вечный двигатель первого рода (сокращенно ВД1) и вечный двигатель второго рода (сокращенно ВД2). ВД1 вырабатывает полезную работу в виде тепла или электричества в самом прямом смысле слова из ничего, из пустоты. Существование такого двигателя запрещается законом сохранения энергии и подавляющее большинство ученых разделяют эту точку зрения (хотя есть и такие чудаки, которые отрицают закон сохранения энергии) . ВД2 преобразует тепловую энергию окружающей среды в полезную работу (электричество) с эффективностью 100% в отличие от обычных машин, которые делают это с меньшей эффективностью (например, опустите один конец термопары в холодную речную или озерную воду, а другой оставьте на воздухе, и по цепи пойдет ток, обусловленный преобразованием тепловой энергии окружающей среды, но кпд такого способа будет 5-7%). И вот с ВД2 как раз ситуация очень даже неоднозначна. В классической постановке речь идет о преобразовании только тепловой энергии окружающей среды, и никакой другой. Но ведь среда содержит и другую энергию: химическую, ядерную, электрическую, гравитационную, темную и т. д. Что будет, если мы будем использовать эти нетепловые формы энергии? Термодинамика ничего о них не говорит. Я выяснил, что для создания ВД2 подходят лишь такие формы энергии, носитель которых имеет невещественную природу, то есть это энергия гравитационного поля и новая так называемая темная энергия, котторая сейчас вовсю обсуждается в космологии. Как можно создать ВД2 на, скажем, гравитационной энергии? Тут Александр Тюкин совершенно правильно заявил, что для поднятия камня надо совершить над ним работу. Это происходит потому, что вес камня намного больше выталкивающей силы Архимеда, действующей на камень со стороны воздуха. И для преодоления разницы этих сил приходится тратить энергию. Но если вверх будет подниматься водяной пар, его плотность точно равна плотности окружающего воздуха, а сила веса уравновешивается выталкивающей силой Архимеда. Поэтому для подъема пара вверх над ним работа не производится. А вот когда там вверху пар сконденсируется в капли, сила веса капель не уравновешивается силой Архимеда, они падают вниз, приобретают энергию от гравитационного поля и смогут крутить потом турбинку, отдавая ей эту энергию. Есть даже несколько запатентованных изобретений на установки, работающие по такому принципу. Но не строят их потому, что они экономически невыгодны, не смотря на то, что являются вечным двигателем второго рода. Таким образом, будет ли возможен ВД2, зависит от того, какой смысл мы вкладываем в понятие энергия окружающей среды: если узкий смысл — только тепловая энергия — тогда ВД2 невозможен; если более широкий — все формы энергии — он оказывается возможным.

ну нельзя и всё

магниты не бесконечные

Вообще то можно. В науке просто шутят. Надо приложить усилие и немножко годов.

Когда изобретут вечный двигатель? – boeffblog.ru

В последние годы ученые все активнее бьют тревогу о том, что запасы нефти на исходе и человечеству необходимо искать новые источники энергии. Темпы развития техники должны совпадать с темпами развития энергетики, однако техника развивается гораздо быстрее. На сегодняшний день практически у каждого человека имеется смартфон, компьютер, телевизор и планшет, которые либо требуют ежедневной зарядки, либо работают от электрической сети. Практически каждая третья семья владеет автомобилем. В ближайшем будущем планируется полный переход на электромобили, и тогда электричества на всех точно не хватит. Это не считая сколько энергии потребляет промышленность (заводики там разные)! К тому же в последний год ко всем потребителям добавились добытчики криптовалюты (биткоин, эфириум и т. д.). Эти люди вообще впустую тратят электроэнергию на “майнинг” воображаемой криптовалюты, которая по сути не имеет никакой ценности, так как является строчкой компьютерного кода (хотя за нее сейчас можно получить реальные деньги). Из всего вышесказанного нужно сделать один вывод: “Энергии не хватит, потребление энергии растет быстрее, чем ее выработка”.

Неудивительно, что растущая потребность в энергии подогревает интерес к нетрадиционным и неистощимым ее источникам. Круто было бы иметь такой источник, который работает без расходования энергии, а еще лучше, если он будет производить энергии больше, чем потребляет!

Первые документальные попытки построить вечный двигатель имели место еще в 8 веке!

Устройство представляло собой колесо с подвешенными на него магнитами, которое помещалось над лежащим на полу магнитом большего размера. По  задумке магниты на колесе должны поочередно притягиваться к лежащему магниту, заставляя его вращаться вечно. Однако при изучении этого устройства была обнаружена потеря энергии при каждом цикле вращения, что не позволяет ему называться “вечным двигателем“.

За все последующее время развития человечества были предложены тысячи различных схем “вечного двигателя”. Изобретателям выдавались патенты, некоторые даже получали миллионы от инвесторов, но позже все эти схемы были разоблачены. Либо выяснялись ошибки, не учтенные конструкторами этих изобретений, либо раскрывались дополнительные механизмы, скрытые конструкторами-шарлатанами.  Например, в одном из устройств была обнаружена скрытая ременная передача, которая вела на чердак, а на чердаке слуга этого изобретателя крутил педали (парам пам пам), заставляя вращаться “вечный двигатель“.

Однако, все эти попытки создания вечного двигателя (можно сравнить с алхимиками, которые искали философский камень) не прошли даром. Они помогли сформулировать три основных закона термодинамики. Первый закон можно сформулировать так: “Совокупность вещества и энергии невозможно создать или уничтожить или другими словами: невозможно получить что-то из ничего”. Второй: “Тепло может передаваться только от более горячих объектов к более холодным”. Третий: “Невозможно достичь абсолютного нуля”. И хотя физики осторожно относятся к этим законам, заявляя, что они не обязательно абсолютно верны при любых обстоятельствах, никаких отклонений до сих пор не было обнаружено.

В связи с этим возникает вопрос, могут ли эти законы физики нарушаться в каких-нибудь редких обстоятельствах, которые еще не изучены? Например в космических масштабах? В настоящее время горячо обсуждается вопрос: “Можно ли извлечь энергию из пустоты?” Лишь недавно (конец 20 века) ученые-космологи обнаружили, что примерно 70% Вселенной состоит из темной энергии – энергии чистого вакуума. Эта энергия способна отталкивать галактики, представляете насколько она колоссальная? Эта энергия присутствует во всех уголках Вселенной, в том числе и на нашей планете, однако до сих пор не удается произвести ее теоретический расчет, так как никто не знает как рассчитать энергию пустоты. Это является на данный момент одной из главных загадок устройства Вселенной. Возможно понимание темной энергии когда-нибудь придет в человеческие умы, но оно может потребовать пересмотра действующих физических законов.

Поэтому можно сделать вывод, что либо вечный двигатель действительно не возможен, либо придется пересмотреть существующие представления о физике космоса.

Возможно ли создание вечного двигателя

 

МУНИЦИПАЛЬНОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 9»

ГОРОДА ЧЕБОКСАРЫ ЧУВАШСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

 

День науки и творчества

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра « ФИЗИКИ И ХИМИИ»

 

ВОЗМОЖНО ЛИ СОЗДАНИЕ ВЕЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ

 

 

 

 

 

Линга Кирилл Николаевич,

ученик 9 Б класса

 

Конюков Семен Александрович,

ученик 9 Б класса

 

 

 

 

 

                                                                                     Научный руководитель:

Григорьев Александр Вениаминович,

учитель физики

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Чебоксары – 2018

 

 

 

Оглавление

 

1	Введение	3
2	2.1. Основная часть 2.2. Модель вечного двигателя	4-8
3	Заключение	8
4	Источники и использованная литература	9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

На уроках физики заинтересовала нас модель вечного двигателя. Оказывается, проблема создания вечного двигателя существует с древности. До сих пор ученые всего мира пытаются его создать. Но, безуспешно. И мы решили разузнать причину невозможности существования вечного двигателя.

Гипотеза:

Возможно ли создание вечного двигателя.

Цели:

изучение значения и происхождения вечного двигателя.

Задачи:

— изучить литературу, интернет ресурсы о вечном двигателе;

— провести эксперименты, доказывающие, невозможность существования вечного двигателя;

— провести опрос среди учеников класса с целью получения сведений, что они знают о вечном двигателе;

— сделать вывод, что вечный двигатель не существует

Методы исследования:

1. Теоретические: изучение источников информации

2. Практические:

• наблюдение;
• анкетирование;
• опытно-экспериментальная работа;
• обобщение и выводы

Объект исследования:      

 вечный двигатель

предмет исследования:

значение и происхождение вечного двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основная часть

Вообще, что такое двигатель.  Двигатель — устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу. Сейчас жизнь человека наполнена различной техникой, которая облегчает жизнь. С помощью миксера взбиваем крем, передвигаемся на различных видах транспорта, запускаем в космос летательные аппараты. Основным свойством этого является способность двигателя совершать работу. Например, водяное колесо, или ветреная мельница- это простейшие виды двигателя. То есть, чтобы привести в работу мельницу, ветер дует на лопасти мельницы, приводя в движение жернова. Но как только ветер прекращается, лопасти останавливаются. А значит и работа двигателя останавливается.  В данном случае энергия ветра привела в действие работу двигателя. Но существует ли такой двигатель, который не требует никакой энергии, а значит и будет работать вечно без остановки.

Мы часто наблюдаем вечные, безостановочные движения в природе: движение Луны, планет, течение рек. Если такое движение есть в природе, неужели же человек со своим опытом и знаниями не сможет создать вечный двигатель?

          С древности люди пытались создать нечто, работающее само по себе, безо всяких воздействий извне. Позже этому устройству дали определение Perpetuum Mobile или Вечный двигатель. Многие знаменитые ученые разных времен безуспешно пытались его создать, включая и великого Леонардо да Винчи. Он потратил несколько лет на создание вечного двигателя, используя как уже открытые модели, так и пытаясь создать что-то новое. В конце концов, разобравшись, почему же ничего не работает, он первым сформулировал заключение о невозможности создания подобного механизма. Однако изобретателей его формулировка не убедила, и они до сих пор пытаются создать невозможное.

         Первое упоминание о вечном двигателе датируется 12 веком, они принадлежат индийскому математику Бхаскаре.

Он в стихотворной форме описывается колесо, с прикрепленными к нему трубками, наполовину заполненными ртутью. Когда вращалось колесо, ртуть перетекала из одного конца ёмкости в другой, заставляя колесо совершить очередной оборот и должно само по себе вращаться бесконечно. Но двигатель в итоге останавливался, так как здесь срабатывает закон физики, который был позже открыт. Образец такого двигателя как, раз таки, и был представлен в музее. Можете увидеть его работу наглядно.

       Известен один интересный факт с Петром Первым, который чуть не купил за огромные деньги якобы вечный двигатель. Петр I был выдающимся организатором промышленного производства и кораблестроения. И, естественно, его тоже волновала проблема вечного двигателя. Он потратил много усилий, чтобы купить вечный двигатель доктора Орфиреуса. В начале 1725 г. царь хотел лично осмотреть вечный двигатель в Германии, но вскоре Петр умер. Двигатель Орфиреуса имел вид полого колеса диаметром около четырех метров и ши­риной тридцать пять сантиметров. Оно было изготовлено из деревянных реек и обтянуто вощеным полотном, скры­вающим внутренний механизм. Колесо вращалось на толстой оси. Но даже за большие деньги ученый никому не разрешал заглянуть внутрь этого колеса, что и остается загадкой до сих пор.

Ученая комиссия решила под­вергнуть двигатель Орфиреуса особым испытаниям. Колесо запустили, после чего закрыли двери комнаты, опечата­ли их печатью и выставили охрану. Лишь спустя две недели двери были открыты, и все убедились, что колесо вращается с той же скоростью, что и в начале! Комнату снова закрыли. Теперь уже — на сорок дней. Результат оказался тем же. В третий раз машину держали надежно запертой в течение двух месяцев. Но и после столь дли­тельного срока она работала как ни в чем не бывало.

        Изобретатель-жулик получил от принца Карла бумагу, где говорилось, что «вечный двигатель» делает 50 оборотов в минуту, способен поднять 16 кг на высоту 1,5 м, а также может приводить в действие кузнечный мех и точильный станок. Поэтому Петр Первый и заинтересовался чудесной машиной. Но, когда Орфиреус поссорился с женой и ее служанкой, люди узнали тайну «вечного двигателя». Оказывается, «вечный двигатель» действительно приводился в движение людьми, незаметно дергавшими за тонкий шнурок. Этими людьми были брат изобретателя и его служанка. Орфиреус был действительно очень хорошим изобретателем и рискованным человеком, если смог прятать в закрытой комнате ландграфа Гессен-Кассельского этих людей несколько недель. Ведь они должны были, не только что-то есть, но и просто ходить в туалет. Вот путь успешного инженера, ставшего жуликом.

      «Эпидемия» создания вечного двигателя разразилась в Англии и во Франции в середине 17 века. В 1678г. во Франции даже издавался научный журнал, в котором систематически публиковалась информация о вечных двигателях. Создавали такие двигатели не для собственного удовольствия, а в надежде на применение. В 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать заявки на патентование вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания. И даже после этого создание их не прекратилось. В течение 150 последующих лет патентные ведомства стран Европы и США выдали на подобные механизмы около тысячи патентов.

                   Вечные двигатели делятся на два рода: двигатель первого рода и двигатель второго рода.

        Вечные двигатели первого рода (самые древние), способные бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Их существование противоречит первому закону термодинамики. Согласно закону сохранения энергии, все попытки создать такой двигатель обречены на провал.

 

 

       Вечный двигатель второго рода – воображаемая машина, которая будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Они противоречат второму закону термодинамики. Просто потому, что не допускается самопроизвольный переход внутренней энергии в механическую. Поэтому изобретатель, подчас сам того не понимая, использует энергию внешней среды. При этом создается впечатление, что дополнительная работа появляется из ничего. Изобретатели вечного двигателя не стремятся создавать энергию из ничего. Они проектируют, конструируют и сооружают механизмы для выполнения «даровой» работы.

Но в природе есть нечто, что может служить неисчерпаемым источником энергии. Это постоянный магнит.

Вот цитата из книги В. П. Карцева «Магнит за три тысячелетия». «… Постоянный магнит ниоткуда не получает энергию, а его магнитное поле не расходуется, когда им что-либо притягиваешь».

«Вечный двигатель»  И.Эльшанской

Классическая  схема: магнит, наклонная плоскость и металлический шар. Но к сожалению такой двигатель не работоспособен.

 

Но изобретателям постоянный магнит не даёт право успокоиться. Ведь это же идеальный источник энергии.

Мы провели опрос учащихся 7-9 классов  с тем, чтобы узнать информированность учащихся   о возможности создания  вечного двигателя.

 

Вопрос	Ответ учащихся (знает)
Знаете ли вы что  такое магнит?	95%
Где используется магниты	65%
Что вы знаете о вечном двигателе?	35%
Возможно ли создание вечного двигателя	0%

Анализируя результаты анкетирования, мы пришли к выводу:

1. Почти все ученики (95%) знают, что такое магнит.
2. Большая часть анкетируемых  (75%) знают,  где используется магниты.
3. Большинство учащихся (35%) не знают, о вечном двигателе.
4. Никто не знает, возможно, ли создание вечного двигателя(0%)

         Это подтверждает, что человечество все-таки задумывается о создании вечного двигателя. При этом зная, что это не возможно.

          Вот несколько примеров самых известных вечных двигателей, и они не работают.

1. 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.
   Почему двигатель не работает: Хотя грузы на правой стороне всегда дальше от центра, чем грузы на левой стороне, число этих грузов меньше ровно настолько, чтобы сумма сил тяжестей грузов, умноженных на проекцию радиусов, перпендикулярную к направлению силы тяжести, справа и слева были равны

 

2. Еще одним изобретателем вечного двигателя является нидерландский математик Симон Стевин. По его теории цепочка из 14 шаров, перекинутая через треугольную призму, должна прийти в движение, потому что с левой стороны шаров в два раза больше, чем с правой, а нижние шары уравновешивают друг друга. Но и тут коварные законы физики помешали планам изобретателя. Несмотря на то, что четыре шара в два раза тяжелее, чем два, они катятся по более пологой поверхности, следовательно, сила тяжести, действующая на шары справа, уравновешивается силой тяжести, действующей на шары слева, и система остается в равновесии.

 

 

3. Другой прототип вечного двигателя основывается на использовании закона Архимеда. В теории считалось, что цепь, состоящая из полых резервуаров, за счет выталкивающей силы станет вращаться. Не было учтено лишь одно – давление водяного столба на самый нижний бак будет компенсировать выталкивающую силу.

И все-таки на просторах Интернета мы нашли модель «вечного двигателя.

 1.1. Модель «вечного двигателя»

Поливалка для комнатных растений (оригинальное изобретение Сережи Громова )

 

 

 

Устройство: рычаг, груз, грелка с водой, горшок с растением. На одном плече рычага – горшок с растением, а на другом – уравновешивающий его груз. Под гирей эластичная емкость (медицинская грелка) с водой. Когда земля подсыхает, масса горшка уменьшается, и гиря нажимает на грелку. Вода по трубке льется в горшок до тех пор, пока его масса не достигнет массы груза.

Если к оси поливалки, присоединить какой-нибудь механизм, например стенные  или напольные часы, то они будут заводиться автоматически.

 

Заключение

Вечный двигатель создать невозможно.

     Представление о невозможности вечного двигателя является одним из самых важных положений физики. У многих создается внутренняя убежденность, что тот, кто пытается построить вечный двигатель, — или неграмотный, или сумасшедший. При таком подходе мы незаслуженно принижаем роль в развитии науки и техники многих поколений средневековых ученых. Занимаясь изобретением вечного двигателя, человечество открывает новое, идущее на создание высоких технологий. Возможно, что те наши одноклассники, которые ответили, что создание вечного двигателя, возможно, создадут уникальные мировые открытия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список:

1. Журнал «Химия в школе», №4-2009 год
2. О природе : Кн. для учащихся 7-го кл. / М. М. Балашов . – Москва : Просвещение, 1991 
3. В.Г. Разумовский, Л.С. Хижнякова. Современный урок физики в средней школе. – М.: Просвещение, 1983.
4. Газета «Физика» Издательского дома «Первое сентября» № 33/ 2002 год

Интернет-ресурсы:

http://ru.wikipedia.org/wiki

http://www. ifa.hawaii.edu

http://www.wunderground.com

http://www.rutravi.ru

http://my-paleo-world.ucoz.com/   ( левые)

 

 

 

 

МУНИЦИПАЛЬНОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 9»

ГОРОДА ЧЕБОКСАРЫ ЧУВАШСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

 

День науки и творчества

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра « ФИЗИКИ И ХИМИИ»

 

ВОЗМОЖНО ЛИ СОЗДАНИЕ ВЕЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ

 

 

 

 

 

Линга Кирилл Николаевич,

ученик 9 Б класса

 

Конюков Семен Александрович,

ученик 9 Б класса

 

 

 

 

 

                                                                                     Научный руководитель:

Григорьев Александр Вениаминович,

учитель физики

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Чебоксары – 2018

 

 

 

Оглавление

 

1	Введение	3
2	2.1. Основная часть 2.2. Модель вечного двигателя	4-8
3	Заключение	8
4	Источники и использованная литература	9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

На уроках физики заинтересовала нас модель вечного двигателя. Оказывается, проблема создания вечного двигателя существует с древности. До сих пор ученые всего мира пытаются его создать. Но, безуспешно. И мы решили разузнать причину невозможности существования вечного двигателя.

Гипотеза:

Возможно ли создание вечного двигателя.

Цели:

изучение значения и происхождения вечного двигателя.

Задачи:

— изучить литературу, интернет ресурсы о вечном двигателе;

— провести эксперименты, доказывающие, невозможность существования вечного двигателя;

— провести опрос среди учеников класса с целью получения сведений, что они знают о вечном двигателе;

— сделать вывод, что вечный двигатель не существует

Методы исследования:

1. Теоретические: изучение источников информации

2. Практические:

• наблюдение;
• анкетирование;
• опытно-экспериментальная работа;
• обобщение и выводы

Объект исследования:      

 вечный двигатель

предмет исследования:

значение и происхождение вечного двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основная часть

Вообще, что такое двигатель.  Двигатель — устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу. Сейчас жизнь человека наполнена различной техникой, которая облегчает жизнь. С помощью миксера взбиваем крем, передвигаемся на различных видах транспорта, запускаем в космос летательные аппараты. Основным свойством этого является способность двигателя совершать работу. Например, водяное колесо, или ветреная мельница- это простейшие виды двигателя. То есть, чтобы привести в работу мельницу, ветер дует на лопасти мельницы, приводя в движение жернова. Но как только ветер прекращается, лопасти останавливаются. А значит и работа двигателя останавливается.  В данном случае энергия ветра привела в действие работу двигателя. Но существует ли такой двигатель, который не требует никакой энергии, а значит и будет работать вечно без остановки.

Мы часто наблюдаем вечные, безостановочные движения в природе: движение Луны, планет, течение рек. Если такое движение есть в природе, неужели же человек со своим опытом и знаниями не сможет создать вечный двигатель?

          С древности люди пытались создать нечто, работающее само по себе, безо всяких воздействий извне. Позже этому устройству дали определение Perpetuum Mobile или Вечный двигатель. Многие знаменитые ученые разных времен безуспешно пытались его создать, включая и великого Леонардо да Винчи. Он потратил несколько лет на создание вечного двигателя, используя как уже открытые модели, так и пытаясь создать что-то новое. В конце концов, разобравшись, почему же ничего не работает, он первым сформулировал заключение о невозможности создания подобного механизма. Однако изобретателей его формулировка не убедила, и они до сих пор пытаются создать невозможное.

         Первое упоминание о вечном двигателе датируется 12 веком, они принадлежат индийскому математику Бхаскаре.

Он в стихотворной форме описывается колесо, с прикрепленными к нему трубками, наполовину заполненными ртутью. Когда вращалось колесо, ртуть перетекала из одного конца ёмкости в другой, заставляя колесо совершить очередной оборот и должно само по себе вращаться бесконечно. Но двигатель в итоге останавливался, так как здесь срабатывает закон физики, который был позже открыт. Образец такого двигателя как, раз таки, и был представлен в музее. Можете увидеть его работу наглядно.

       Известен один интересный факт с Петром Первым, который чуть не купил за огромные деньги якобы вечный двигатель. Петр I был выдающимся организатором промышленного производства и кораблестроения. И, естественно, его тоже волновала проблема вечного двигателя. Он потратил много усилий, чтобы купить вечный двигатель доктора Орфиреуса. В начале 1725 г. царь хотел лично осмотреть вечный двигатель в Германии, но вскоре Петр умер. Двигатель Орфиреуса имел вид полого колеса диаметром около четырех метров и ши­риной тридцать пять сантиметров. Оно было изготовлено из деревянных реек и обтянуто вощеным полотном, скры­вающим внутренний механизм. Колесо вращалось на толстой оси. Но даже за большие деньги ученый никому не разрешал заглянуть внутрь этого колеса, что и остается загадкой до сих пор.

Ученая комиссия решила под­вергнуть двигатель Орфиреуса особым испытаниям. Колесо запустили, после чего закрыли двери комнаты, опечата­ли их печатью и выставили охрану. Лишь спустя две недели двери были открыты, и все убедились, что колесо вращается с той же скоростью, что и в начале! Комнату снова закрыли. Теперь уже — на сорок дней. Результат оказался тем же. В третий раз машину держали надежно запертой в течение двух месяцев. Но и после столь дли­тельного срока она работала как ни в чем не бывало.

        Изобретатель-жулик получил от принца Карла бумагу, где говорилось, что «вечный двигатель» делает 50 оборотов в минуту, способен поднять 16 кг на высоту 1,5 м, а также может приводить в действие кузнечный мех и точильный станок. Поэтому Петр Первый и заинтересовался чудесной машиной. Но, когда Орфиреус поссорился с женой и ее служанкой, люди узнали тайну «вечного двигателя». Оказывается, «вечный двигатель» действительно приводился в движение людьми, незаметно дергавшими за тонкий шнурок. Этими людьми были брат изобретателя и его служанка. Орфиреус был действительно очень хорошим изобретателем и рискованным человеком, если смог прятать в закрытой комнате ландграфа Гессен-Кассельского этих людей несколько недель. Ведь они должны были, не только что-то есть, но и просто ходить в туалет. Вот путь успешного инженера, ставшего жуликом.

      «Эпидемия» создания вечного двигателя разразилась в Англии и во Франции в середине 17 века. В 1678г. во Франции даже издавался научный журнал, в котором систематически публиковалась информация о вечных двигателях. Создавали такие двигатели не для собственного удовольствия, а в надежде на применение. В 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать заявки на патентование вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания. И даже после этого создание их не прекратилось. В течение 150 последующих лет патентные ведомства стран Европы и США выдали на подобные механизмы около тысячи патентов.

                   Вечные двигатели делятся на два рода: двигатель первого рода и двигатель второго рода.

        Вечные двигатели первого рода (самые древние), способные бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Их существование противоречит первому закону термодинамики. Согласно закону сохранения энергии, все попытки создать такой двигатель обречены на провал.

 

 

       Вечный двигатель второго рода – воображаемая машина, которая будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Они противоречат второму закону термодинамики. Просто потому, что не допускается самопроизвольный переход внутренней энергии в механическую. Поэтому изобретатель, подчас сам того не понимая, использует энергию внешней среды. При этом создается впечатление, что дополнительная работа появляется из ничего. Изобретатели вечного двигателя не стремятся создавать энергию из ничего. Они проектируют, конструируют и сооружают механизмы для выполнения «даровой» работы.

Но в природе есть нечто, что может служить неисчерпаемым источником энергии. Это постоянный магнит.

Вот цитата из книги В. П. Карцева «Магнит за три тысячелетия». «… Постоянный магнит ниоткуда не получает энергию, а его магнитное поле не расходуется, когда им что-либо притягиваешь».

«Вечный двигатель»  И.Эльшанской

Классическая  схема: магнит, наклонная плоскость и металлический шар. Но к сожалению такой двигатель не работоспособен.

 

Но изобретателям постоянный магнит не даёт право успокоиться. Ведь это же идеальный источник энергии.

Мы провели опрос учащихся 7-9 классов  с тем, чтобы узнать информированность учащихся   о возможности создания  вечного двигателя.

 

Вопрос	Ответ учащихся (знает)
Знаете ли вы что  такое магнит?	95%
Где используется магниты	65%
Что вы знаете о вечном двигателе?	35%
Возможно ли создание вечного двигателя	0%

Анализируя результаты анкетирования, мы пришли к выводу:

1. Почти все ученики (95%) знают, что такое магнит.
2. Большая часть анкетируемых  (75%) знают,  где используется магниты.
3. Большинство учащихся (35%) не знают, о вечном двигателе.
4. Никто не знает, возможно, ли создание вечного двигателя(0%)

         Это подтверждает, что человечество все-таки задумывается о создании вечного двигателя. При этом зная, что это не возможно.

          Вот несколько примеров самых известных вечных двигателей, и они не работают.

1. 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.
   Почему двигатель не работает: Хотя грузы на правой стороне всегда дальше от центра, чем грузы на левой стороне, число этих грузов меньше ровно настолько, чтобы сумма сил тяжестей грузов, умноженных на проекцию радиусов, перпендикулярную к направлению силы тяжести, справа и слева были равны

 

2. Еще одним изобретателем вечного двигателя является нидерландский математик Симон Стевин. По его теории цепочка из 14 шаров, перекинутая через треугольную призму, должна прийти в движение, потому что с левой стороны шаров в два раза больше, чем с правой, а нижние шары уравновешивают друг друга. Но и тут коварные законы физики помешали планам изобретателя. Несмотря на то, что четыре шара в два раза тяжелее, чем два, они катятся по более пологой поверхности, следовательно, сила тяжести, действующая на шары справа, уравновешивается силой тяжести, действующей на шары слева, и система остается в равновесии.

 

 

3. Другой прототип вечного двигателя основывается на использовании закона Архимеда. В теории считалось, что цепь, состоящая из полых резервуаров, за счет выталкивающей силы станет вращаться. Не было учтено лишь одно – давление водяного столба на самый нижний бак будет компенсировать выталкивающую силу.

И все-таки на просторах Интернета мы нашли модель «вечного двигателя.

 1.1. Модель «вечного двигателя»

Поливалка для комнатных растений (оригинальное изобретение Сережи Громова )

 

 

 

Устройство: рычаг, груз, грелка с водой, горшок с растением. На одном плече рычага – горшок с растением, а на другом – уравновешивающий его груз. Под гирей эластичная емкость (медицинская грелка) с водой. Когда земля подсыхает, масса горшка уменьшается, и гиря нажимает на грелку. Вода по трубке льется в горшок до тех пор, пока его масса не достигнет массы груза.

Если к оси поливалки, присоединить какой-нибудь механизм, например стенные  или напольные часы, то они будут заводиться автоматически.

 

Заключение

Вечный двигатель создать невозможно.

     Представление о невозможности вечного двигателя является одним из самых важных положений физики. У многих создается внутренняя убежденность, что тот, кто пытается построить вечный двигатель, — или неграмотный, или сумасшедший. При таком подходе мы незаслуженно принижаем роль в развитии науки и техники многих поколений средневековых ученых. Занимаясь изобретением вечного двигателя, человечество открывает новое, идущее на создание высоких технологий. Возможно, что те наши одноклассники, которые ответили, что создание вечного двигателя, возможно, создадут уникальные мировые открытия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список:

1. Журнал «Химия в школе», №4-2009 год
2. О природе : Кн. для учащихся 7-го кл. / М. М. Балашов . – Москва : Просвещение, 1991 
3. В.Г. Разумовский, Л.С. Хижнякова. Современный урок физики в средней школе. – М.: Просвещение, 1983.
4. Газета «Физика» Издательского дома «Первое сентября» № 33/ 2002 год

Интернет-ресурсы:

http://ru.wikipedia.org/wiki

http://www. ifa.hawaii.edu

http://www.wunderground.com

http://www.rutravi.ru

http://my-paleo-world.ucoz.com/   ( левые)