Вечный двигатель

Вечный двигатель

Ве́чный дви́гатель (лат. Perpetuum Mobile ) — воображаемое устройство, позволяющее получать полезную работу бо́льшую, чем количество сообщённой ему энергии.

Содержание

• 1 Современная классификация вечных двигателей
• 2 История
• 3 Неудачные конструкции вечных двигателей из истории
• 4 Патенты и авторские свидетельства на вечный двигатель
• 5 Известные «изобретатели» вечных двигателей
• 6 Литература
• 7 Примечания
• 8 См. также
• 9 Литература

Современная классификация вечных двигателей [ править ]

• Вечный двигатель первого рода — устройство, способное бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Согласно закону сохранения энергии, все попытки создать такой двигатель обречены на провал. Невозможность осуществления вечного двигателя первого рода постулируется в термодинамике как первое начало термодинамики.
• Вечный двигатель второго рода — машина, которая, будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Невозможность осуществления вечного двигателя второго рода постулируется в термодинамике в качестве одной из эквивалентных формулировок второго начала термодинамики.

И первое, и второе начала термодинамики были введены как постулаты после многократного экспериментального подтверждения невозможности создания вечных двигателей. Из этих начал выросли многие физические теории, проверенные множеством экспериментов и наблюдений, и у учёных не остаётся никаких сомнений в том, что данные постулаты верны, и создание вечного двигателя невозможно. В частности, второе начало термодинамики может быть сформулировано как один из следующих (эквивалентных) постулатов:

1. Постулат Кельвина — невозможно создать периодически действующую машину, совершающую механическую работу только за счёт охлаждения теплового резервуара.
2. Постулат Клаузиуса — самопроизвольный переход теплоты от более холодных тел к более горячим невозможен.

Демон Максвелла и броуновский храповик, если бы такие устройства были осуществимы, позволили бы реализовать вечный двигатель второго рода. Однако доказано, что работа таких систем как замкнутых (без обмена энергией с внешней средой) невозможна.

История [ править ]

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 своём стихотворении, датируемом примерно 1150 г., описывает некое колесо с прикреплёнными 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, помещённых 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 [ править ]

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. 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 уравновешивать или превосходить силу, действующую на остальные баки.

Патенты и авторские свидетельства на вечный двигатель [ править ]

В 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать проекты вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания [2] . Патентное ведомство США не выдаёт патенты на perpetuum mobile уже более ста лет [3] . Тем не менее, в Международной патентной классификации сохраняются разделы для гидродинамических (раздел F03B 17/00) и электродинамических (раздел H02K 53/00) вечных двигателей, поскольку патентные ведомства многих стран рассматривают заявки на изобретения лишь с точки зрения их новизны, а не физической осуществимости. [источник не указан 2867 дней]

Вечный двигатель

Вечный двигатель, перпетуум-мобиле (лат. perpetuum mobile, практически — вечное перемещение), мнимая машина, которая, будучи раз разрешена войти в движение, делала бы работу неограниченно продолжительное время, не заимствуя энергии извне. В. д. противоречит закону превращения и сохранения энергии (см. Энергии сохранения закон)и неосуществим. Возможность работы таковой автомобили неограниченное время означала бы получение энергии из ничего.

Первые проекты В. д. относятся к 13 в. (Виллар д’Оннекур, 1245, Англия; Пьер де Марикур, 1269, Франция). Широкую популярность мысль В. д. взяла в 16—17 вв., в эру перехода к машинному производству; до 19 в. количество проектов В. д. неуклонно возрастало. Мысль создания В. д. занимала не только фантазеров-самоучек, мало привычных с базами физики, но и некоторых учёных.

К концу 18 в., благодаря бесплодности многовековых попыток осуществления В. д., среди учёных укрепилось убеждение в неосуществимости его создания, и с 1775 Французская АН отказалась разглядывать проекты В. д. В середине 19 в., с установлением закона сохранения энергии, была доказана принципиальная неосуществимость В. д. Не обращая внимания на это, тщетные попытки создания В. д. предпринимались малосведущими изобретателями и в последующее время. Во многих проектах В. д. прибегают к действию силы тяжести.

Пример для того чтобы проекта продемонстрирован на рис. 1. В аналогичных механизмах некое тяжёлое тело совершает замкнутый путь; при его опускании возвращается совершенно верно такое же количество работы, какое было затрачено на его поднятие. Исходя из этого такие механизмы смогут выполнять работу только за счёт начального запаса кинетической энергии, сказанного им при пуске; в то время, когда же данный запас будет всецело израсходован, В. д. остановится.

Более сложны проекты В. д., в которых механическая энергия преобразовывается в др. виды энергии (электрическую, тепловую и т.п.). В отличие от механических В. д., их именуют физическими В. д. Проектом для того чтобы В. д. есть, к примеру, комбинация электромашинного генератора и электродвигателя (динамо-машины). Но так как никакими превращениями энергии нельзя увеличить её общего числа, В. д. для того чтобы типа кроме этого неосуществимы.

Мысль о неосуществимости В. д. довольно часто являлась исходным пунктом для ответственных научных выводов. Так, С. Стевин в собственных Началах равновесия (1587) разглядывает цепь из 13 шаров, перекинутую через трёхгранную призму (рис. 2).

Если бы правая часть её из двух шаров не уравновешивалась левой из четырёх, цепь пришла бы сама собой в вечное перемещение, чего в конечном итоге не отмечается. Из этого Стевин вывел закон равновесия сил на наклонной плоскости.

Кроме указанных В. д., названных В. д. 1-го рода, разглядывают ещё В. д. 2-го рода — мнимую иногда действующую машину, которая полностью превращала бы в работу теплоту, извлекаемую ею из окружающих тел (океана, атмосферного воздуха либо др. фактически неисчерпаемых природных источников теплоты). Но В. д. 2-го рода кроме этого принципиально неосуществим. Не смотря на то, что он формально и не противоречит закону сохранения энергии, но он находится в несоответствии со вторым началом термодинамики.

От В. д. направляться отличать мнимые В. д. — механизмы, трудящиеся за счёт природных запасов энергии (солнечной, ядерной и т.д.). Такие механизмы смогут трудиться очень долго, но с идеей В. д. они ничего общего не имеют.

Лит.: Планк М., Принцип сохранения энергии, пер. с нем., М. — Л., 1938; Кудрявцев П. С., История физики, ч. 1, М., 1956.

Читать также:

• Вертхеймер макс
• Гематит
• Валахия

Русский изобрел вечный двигатель

Связанные статьи:

Двигатель, энергосиловая машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. В зависимости от типа Д. работа возможно взята от…

Твердотопливный ракетный двигатель (РДТТ), пороховой ракетный двигатель, ракетный двигатель жёсткого горючего, реактивный двигатель, трудящийся на…

Современная энциклопедия дошкольника, Гальцева С.Н.

• Издательство: РОСМЭН.
• Автор: Гальцева С.Н..
• Серия: Отсутствует.
• Тематика: Научно-познавательная литература.
• Год издания: 2019.
• Количество страниц: 256.
• Тип обложки: твердый переплет.
• Производитель: Россия.

• Сопутствующие товары
• Аналоги
• Подробная информация

• Издательство: РОСМЭН.
• Автор: Клюшник Л. В., Травина И. В., Черненко Г. Т..
• Серия: Отсутствует.

• Издательство: РОСМЭН.
• Автор: Артюхова И. С., Клюшник Л. В., Киктев С. М. и др..
• Серия: Отсутствует.

• Издательство: Феникс-премьер.
• Автор: Ульева Е..
• Серия: Моя Первая Книжка.

• Издательство: РОСМЭН.
• Автор: Стил Ф., Тейлор Б., Чанселлор Д., Маррелл Д..
• Серия: Отсутствует.

• Издательство: РОСМЭН.
• Автор: Веселова А..
• Серия: Отсутствует.

• Издательство: РОСМЭН.
• Автор: Колсон Р..
• Серия: Отсутствует.

• Издательство: РОСМЭН.
• Автор: Горкин А. П..
• Серия: Отсутствует.

• Издательство: РОСМЭН.
• Автор: Бромаж Ф..
• Серия: Отсутствует.

Характеристики

• Издательство: РОСМЭН.
• Автор: Гальцева С.Н..
• Серия: Отсутствует.
• Тематика: Научно-познавательная литература.
• Год издания: 2019.
• Количество страниц: 256.
• Тип обложки: твердый переплет.
• Язык издания: русский.
• Возрастное ограничение: 6+.
• ISBN: 978-5-353-09232-2.

Описание

Любопытство – это вечный двигатель каждого ребенка. Им интересно все, что их окружает. Именно через свой интерес они пытаются понять и отрегулировать под себя видимую ими модель мира. Лучшими помощниками в этом всегда были и есть книги.

Сборник включает все основные темы, в которых нужно ориентироваться ребенку перед школой. Книга дает знакомство с разноликим миром живой природы, нашей Солнечной системой, различными видами транспорта и телом человека.

Энциклопедия заблуждений

собрание невероятных фактов, удивительных открытий и опасных поверий

Популярные статьи

• Дедуктивные и индуктивные рассуждения
• Уринотерапия
• Под видом науки
• Ложная память
• Самообман
• Валидность аргумента
• Краниосакральная
• Восстановление вытесненных воспоминаний
• Логические ошибки и когнитивные ловушки
• Учение Абрахама
• Нумерология
• Клеточная память
• Прикладная кинезиология
• Карл Густав Юнг
• Курс чудес
• Задача выбора Уэйсона
• Карты Таро
• Уоллок Джоэл

Вечный двигатель

Вечный двигатель — воображаемое устройство, позволяющее получать полезной работы больше, чем количество сообщённой ему энергии.

Существует два рода вечных двигателей, каждый из них тем или иным образом нарушает законы термодинамики, поэтому в реальности их не может существовать.
Первый закон термодинамики, известный также как закон сохранения энергии, утверждает, что количество энергии, является постоянным, она не может появляться и исчезать, а лишь переходить из одного вида в другой.

Вечный двигатель первого рода — устройство, способное бесконечно совершать работу без дополнительных затрат топлива или других энергетических ресурсов. Согласно первому закону термодинамики, все попытки создать такой двигатель обречены на провал.

Вечный двигатель второго рода — машина, которая, будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Невозможность осуществления вечного двигателя второго рода постулируется в термодинамике в качестве одной из формулировок второго закона термодинамики.
Второй закон, также известный как закон энтропии, утверждает, что количество энергии, вложенной в системе всегда будет больше, чем количество энергии, отдаваемое системой. Иными словами, коэффициент полезного действия не может равняться единице, либо превышать ее. А также указывает на невозможность теплопередачи от холодного тела к горячему напрямую, без изменения вида энергии (внутренняя->механическая->внутренняя).

Существует понятие – Демон Максвела – мысленный эксперимент 1867 года, а также его главный персонаж — воображаемое разумное существо микроскопического размера, придуманное британским физиком Джеймсом Максвеллом с целью проиллюстрировать парадокс второго закона термодинамики.

Мысленный эксперимент состоит в следующем: предположим, сосуд с газом разделён непроницаемой перегородкой на две части: правую и левую. В перегородке есть отверстие с устройством (Демон Максвелла), которое позволяет пролетать быстрым (горячим) молекулам газа только из левой части сосуда в правую, а медленным (холодным) молекулам — только из правой части сосуда в левую. Тогда через большой промежуток времени «горячие» (быстрые) молекулы окажутся в правом сосуде, а «холодные» останутся в левом.
Таким образом, получается, что Демон Максвелла позволяет нагреть правую часть сосуда и охладить левую без дополнительного подвода энергии к системе. Энтропия для системы, состоящей из правой и левой части сосуда, в начальном состоянии больше, чем в конечном, что противоречит термодинамическому принципу неубывания энтропии в замкнутых системах, он же второй закон термодинамики.

Данный парадокс удалось разрешить с развитием теории информации, было установлено, что процесс измерения скоростей не приводит к увеличению энтропии при условии, что он является термодинамически обратимым. Однако в этом случае демон должен запоминать все результаты измерения скоростей. Поскольку память конечна, в определённый момент демон вынужден стирать старые результаты, что делает процесс необратимым, а значит энтропия всей системы в целом возрастает.

Несмотря на то, что вечный двигатель не может существовать, его до сих пор можно запатентовать в США и Канаде. Ни одна из стран не требует рабочую модель двигателя в качестве доказательства для получения патенте. Согласно существующему законодательству (см. 608.03): “…За исключением случаев, связанных с вечным двигателем, модель двигателя не нуждается в демонстрации работоспособности. В случае, если работоспособность устройства ставится под сомнение, заявитель должен пояснить все аспекты, вызывающие вопросы у эксперта бюро…”. Несмотря на кажущуюся глупость данного мероприятия, в Международной патентной классификации сохраняются разделы для гидродинамических и электродинамических вечных двигателей. Порой в таких устройствах удается найти совершенно новый подход и более эффективное решение давно существовавших проблем.