Как ни странно, находятся историки техники, разделяющие давно опровергнутые представления о средних веках как о «мрачном провале» истории человечества. Один из них написал так: «Мы можем смело опустить следующие полторы тысячи лет. Шестнадцатый век начал с того, на чем остановился первый» 1.16.
Самые «удачные» попытки создать вечный двигатель
Вечный двигатель — это такой мнимый механизм, который непрестанно двигает сам себя и, кроме того, осуществляет еще какую-то полезную работу (например, поднимает груз). Другими словами это машина, которая способна работать как можно дольше, осуществляя при этом полезную работу, а ее КПД равен 100 %. В течение всей истории человечества ученые и изобретатели пытаются сгенерировать такое устройство однако даже в начале 21 века вечный двигатель — это всего лишь научный проект.
Вечный двигатель (perpetuum mobile) — идеальный двигатель, задуманный так, что, будучи запущенным один раз, будет работать постоянно и не будет требовать дополнительного поступления энергии. Однако подобное устройство вступает в противоречие с двумя законами термодинамики:
энергия не может быть ни создана, ни разрушена (закон сохранения энергии);
тепло не может перетекать от более холодного объекта к более теплому.
В итоге всем реальным двигателям нужно постоянное снабжение энергией, и ни одна тепловая машина не может превращать все тепло в полезную работу.
Поэтому можно рассматривать только такие устройства, которые не противоречат глобальным законам физики. Хотя именно изобретатели в попытке создать вечный двигатель и становились двигателем прогресса в течение веков.
Классификация вечных двигателей
Существует такая классификация вечных двигателей:
Вечный двигатель первого рода — мнимая, непрерывно действующая машина, которая, будучи раз запущенной, работала бы без получения энергии извне. Вечный двигатель 1-го рода противоречит закону сохранения и превращения энергии.
Вечный двигатель второго рода — мнимая тепловая машина, которая в результате прохождения кругового процесса (цикла) полностью преобразует теплоту, получаемую от какого-то одного «неисчерпаемого» источника (океана, атмосферы и т.п.), в работу. Действие вечного двигателя 2-го рода не противоречит закону сохранения и превращения энергии, но нарушает второй закон термодинамики, и потому существование такого двигателя является невозможным.
Вечного двигателя третьего рода не существует (это шутка), но существуют до сих пор изобретатели, которые хотят получить энергию из «ничего». Теперь «ничего» получило название «физический вакуум», и они хотят получать неограниченное количество энергии из «физического вакуума». Их проекты по «простоте и наивности» не уступают проектам предшественников, живших несколько веков назад. Новые вечные двигатели получили название «вакуумно-энергетические установки»; изобретатели сообщают о фантастических КПД подобных двигателей — 400 — 3000 %! Их даже пытаются создать сейчас в уважаемых конструкторских бюро, что, по-видимому, говорит о чрезмерной лирике некоторых современных физиков.
Вечные двигатели обычно конструируют на основе использования таких приемов или их комбинаций:
- подъем воды с помощью архимедова винта;
- подъем воды с помощью капилляров;
- использование колеса с неуравновешенными грузами;
- естественные магниты;
- электромагнетизм;
- пар или сжатый воздух.
На самом деле сам Архимед не изобретал никакого вечного двигателя. Он только сформулировал закон, согласно которому и работает следующая система. С этим законом знаком каждый, кто хоть раз бросал в воду мяч, поплавок или другой надувной предмет.
История
Индийский или арабский перпетуум мобиле с небольшими косо закрепленными сосудами, частично наполненными ртутью.
Попытки исследования места, времени и причины возникновения идеи вечного двигателя — задача весьма сложная. Не менее затруднительно назвать и первого автора подобного замысла. К самым ранним сведениям о Perpetuum mobile относится, по-видимому, упоминание, которое мы находим у индийского поэта, математика и астронома Бхаскары, а также отдельные заметки в арабских рукописях XVI в., хранящихся в Лейдене, Готе и Оксфорде 1 . В настоящее время прародиной первых вечных двигателей по праву считается Индия. Так, Бхаскара в своем стихотворении, датируемом примерно 1150 г., описывает некое колесо с прикрепленными наискось по ободу длинными, узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Принцип действия этого первого механического перпетуум мобиле был основан на различии моментов сил тяжести, создаваемых жидкостью, перемещавшейся в сосудах, помещенных на окружности колеса. Бхаскара обосновывает вращение колеса весьма просто: «Наполненное таким образом жидкостью колесо, будучи насажено на ось, лежащую на двух неподвижных опорах, непрерывно вращается само по себе». Первые проекты вечного двигателя в Европе относятся к эпохе развития механики, приблизительно к XIII веку. К XVI — XVII векам идея вечного двигателя получила особенно широкое распространение. В это время быстро росло количество проектов вечных двигателей, подаваемых на рассмотрение в патентные ведомства европейских стран. Среди рисунков Леонардо Да Винчи была найдена гравюра с чертежом вечного двигателя.
Неудачные конструкции вечных двигателей из истории
На рис. 1 показана одна из древнейших конструкций вечного двигателя. Она представляет зубчатое колесо, в углублениях которого прикреплены откидывающиеся на шарнирах грузы. Геометрия зубьев такова, что грузы в левой части колеса всегда оказываются ближе к оси, чем в правой. По замыслу автора, это, в согласии с законом рычага, должно было бы приводить колесо в постоянное вращение. При вращении грузы откидывались бы справа и сохраняли движущее усилие.
Однако, если такое колесо изготовить, оно останется неподвижным. Дифференциальная причина этого факта заключается в том, что хотя справа грузы имеют более длинный рычаг, слева их больше по количеству. В результате моменты сил справа и слева оказываются равны.
На рис. 2 показано устройство ещё одного двигателя. Автор решил использовать для выработки энергии закон Архимеда. Закон состоит в том, что тела, плотность которых меньше плотности воды, стремятся всплыть на поверхность. Поэтому автор расположил на цепи полые баки и правую половину поместил под воду. Он полагал, что вода будет их выталкивать на поверхность, а цепь с колёсами, таким образом, бесконечно вращаться.
Здесь не учтено следующее: выталкивающая сила — это разница между давлениями воды, действующими на нижнюю и верхнюю части погруженного в воду предмета. В конструкции, приведённой на рисунке, эта разница будет стремиться вытолкнуть те баки, которые находятся под водой в правой части рисунка. Но на самый нижний бак, который затыкает собой отверстие, будет действовать лишь сила давления на его правую поверхность. И она будет превышать суммарную силу, действующую на остальные баки. Поэтому вся система просто прокрутится по часовой стрелке, пока не выльется вода.
На удержание воды постоянно с одной стороны резервуара тоже тратится энергия. А ее подливание из вне уже не будет соответствовать требованиям к вечному двигателю. И оно тоже требует дополнительной энергии.
Как запатентовать такое изобретение
Сегодня получить патент можно на все что угодно. Все, кроме вечного двигателя. Патентное бюро США перестало принимать такие патенты еще в начале прошлого века, а Парижская академия наук – еще на пару десятков лет раньше.
Даже если вдруг вы обойдете законы физики и изобретете такое устройство, то максимум, что вам дадут, это Нобелевскую премию. Ну и спасибо скажут за неоценимый вклад в развитие науки и всего человечества.
Как построить вечный двигатель
Концепций такого устройства существовало и существует огромное множество. Все, кому не лень пытаются создать вечный двигатель, но еще никто не смог представить даже работающий прототип. Поэтому, если вам кто-то в интернете скажет, что изобрел вечный двигатель, посмейтесь ему в лицо. Все концепты либо вообще не проходили испытаний, либо просто проваливали их. Ниже мы разберем самые интересные из них. Возможно, вам даже покажется, что они действительно могут работать вечно, но знайте, что это не так. И скоро вы поймете, почему.
Доподлинно неизвестно, кто первым заговорил о возможности постройки механизма, который будет вечно вырабатывать энергию. Но пионером в этой области принято считать математика из Индии Бхаскару Второго.
Примерно так выглядел концепт первого вечного двигателя
В своих записях от 12-века он описывал устройство, которое вращается благодаря перетеканию жидкости внутри небольших трубочек, расположенных в колесе. Чаще всего это была ртуть, но рассматривались и другие варианты. Жидкость перетекает из одного конца трубки в другой и таким образом заставляя колесо вращаться.
Звучит просто, как все гениальное, но в реальной жизни приходит в физика и все обламывает. Рано или поздно эти трубки уравновесят друг друга, и колесо остановится. Если сделать только две трубки, то они будут перешивать друг друга гораздо дольше, но толку от такого «двигателя» крайне мало. Это все равно что подуть на ветряк, чтобы он превратил это в энергию. Таким даже лампочку не запитаешь.
Идея Бхаскары понравилась многим изобретателям, и они пытались модифицировать ее, повесив грузы вместо трубочек с жидкостью или заменив ртуть на что-то другое. Но ни одна из «модификаций», конечно же, не сработала.
ГЛАВА ПЕРВАЯ, которую можно считать предисловием; в ней читатель знакомится с автором и вместе с ним размышляет над особенностями современной физической науки Самое, пожалуй, удивительное в современной физике — это неожиданная связь между космосом, где галактики и
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.
FT — вес груза, FP — сила, с которой рычаг воздействует на шарнир (компенсируется силой реакции опоры), FB — поворачивающая сила, R — расстояние от шарнира (оси поворота) до траектории центра масс груза.
4. Вечный двигатель в художественной литературе
2.4. Вечный двигатель в художественной литературе Истории взлетов и падений Бесслера-Орфиреуса, Д. Кили и их продолжателей наглядно показывают, какой интересный материал для искусства, в частности для художественной литературы, представляют как люди, изобретающие ppm,
Глава пятая. ВЕЧНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВТОРОГО РОДА Я не собираюсь критиковать. Я просто не могу понять, как может человек написать такую чепуху? Н. Бор 5.1. Какие ppm-2 изобретают теперь? Различных проектов ppm-2 предлагается очень много, и принципы их действия самые разнообразные:
Глава 3. Химия. Какого рода химические реакции подтолкнули атомы кобразованию первых живых существ?
Глава 3. Химия. Какого рода химические реакции подтолкнули атомы кобразованию первых живых существ? Сущий вздор — рассуждать сейчас о происхождении жизни; с тем же успехом можно было бы рассуждать о происхождении материи.Из письма Ч. Дарвина Дж. Д. Хукеру 29 марта
ГЛАВА ПЕРВАЯ, которую можно считать предисловием; в ней читатель знакомится с автором и вместе с ним размышляет над особенностями современной физической науки Самое, пожалуй, удивительное в современной физике — это неожиданная связь между космосом, где галактики и
