Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как первое начало термодинамики мешает разработке вечного двигателя

Как первое начало термодинамики мешает разработке вечного двигателя

Обновлено: 10 Марта 2021

  • Что такое термодинамика?
  • Первое начало термодинамики
  • Первое начало vs вечный двигатель
  • Что такое термодинамика?
  • Первое начало термодинамики
  • Первое начало vs вечный двигатель

Рассказываем, что такое первое начало. Объясняем, как физические законы отражаются на материальном мире и почему нельзя изобрести perpetuum mobile.

Что такое термодинамика?

Это направление в физике, изучающее макроскопические системы (т.е. объединенную чем-либо совокупность большого количества частиц), их свойства, а также способы передачи и преобразования энергии. Оно упрощает жизнь ученых и позволяет сделать статистически верные расчеты для комплекса частиц, параметры которых (скорость, объем, энергия) нельзя измерить обычным путем: например, характеристики газа в баллоне или воздушном шаре.

Термодинамика как научная дисциплина зародилась не ранее 16 века, когда Галилео Галилей изобрел предположительно первый в мире термометр. Долгое время этот раздел физики не получал дальнейшего развития, поэтому настоящий толчок можно отнести только к 19 веку, а именно — промышленной революции.

Важные понятия, которые нам понадобятся в дальнейшем:

  1. Термодинамическая система. Это и есть та самая макроскопическая система, о которой мы говорили выше. Для ее описания используются особые характеристики, которые нельзя отнести к каждой отдельной частице, — температура, плотность, давление, объем, масса и т.д. Системы могут быть замкнутыми (огражденными от внешней среды при помощи реальной или воображаемой оболочки) и незамкнутыми. В замкнутых количество частиц считается постоянным.
  2. Термодинамическое равновесие. Состояние системы, при котором ее параметры не изменяются в течение определенного промежутка времени.

Как у классической механики есть три закона Ньютона, так у термодинамики есть свои три «столпа». Первое, второе и третье начала.

Первое начало термодинамики

Любая изолированная система обладает постоянным запасом энергии

Так сформулировал первый закон термодинамики Джеймс Прескотт Джоуль.

Это правило приводит нас к выводу, что изменение количества внутренней энергии системы возможно только в 2 случаях:

  1. Совершение механической работы.
  2. Проведение теплопередачи (такая энергия называется количеством теплоты Q).

При этом любое механическое действие также подразумевает трату энергии, а это значит, что вечный двигатель первого рода (т.е. тот, которому для совершения работы не нужны внешние источники), невозможен. Подробнее об этом мы расскажем ниже.

Формула, выражающая первое начало термодинамики, выглядит так:

Первое начало vs вечный двигатель

Perpetuum Mobile — давняя мечта человечества. Кто стал автором этой фантастической идеи, сейчас уже не узнать. Первые попытки изобретения были предприняты в 12 веке в Индии, но, как мы знаем, не увенчались успехом. Несмотря на это, уже к 14-15 векам идеей был одержим весь цивилизованный мир: чертежи потенциального вечного двигателя были найдены даже среди рисунков Леонардо да Винчи, хотя в целом он относился к затее скептически.

В 19 веке Джеймс Джоуль нашел способ экспериментального подтверждения закона сохранения энергии (первое начало — его вариация для термодинамики). Этого оказалось достаточно, чтобы научный мир смог осознать тщетность попыток изобрести подобного рода механизм.

Представим цилиндр с поршнем, наполненный газом. Пока на внешнюю оболочку устройства нет воздействия, условия внутри также останутся неизменными. Однако если этот предмет получит некоторое количество теплоты, то увеличится его внутренняя энергия. Это значит, что молекулы газа станут двигаться быстрее, а само вещество займет больший объем и, в конце концов, начнет толкать поршень.

Работа без внешнего притока энергии возможна только до тех пор, пока у системы есть свой запас, за счет которого и будут совершаться механические действия. Затем устройство перестанет что-либо производить и придет в состояние термодинамического равновесия.

К слову, вечный двигатель второго рода также невозможен: об этом нам говорит второе начало термодинамики.

Надеемся, что наша статья дала представление о том, что такое термодинамика и ее первое начало. А если остались вопросы или нужна помощь с решением задач, то обращайтесь к авторам FenixHelp.

Вечный двигатель и свободная энергия — табу официальной науки

Новости науки и техники

Однако действительно ли невозможно создать «вечный двигатель» или генератор свободной энергии? По мнению многих учёных, которые занимаются подобными разработками, препятствуют внедрению таких машин не иначе как богатейшие люди планеты на пару с местными чиновниками.

Как считают многие экологи и сторонники движения защиты окружающей среды, именно эти «короли» с миллиардными капиталами по всему миру держат на привязи всё человечество и, подобно вампирам, высасывают последние деньги и кровь жителей Земли. Уже сейчас, по их мнению, можно полностью отказаться от нефти, газа, атомных и тепловых электростанций, загрязняющих окружающую среду, и перейти на свободную энергию. Тогда человечество станет значительно независимей от государства и крупных корпораций. Жить станет проще, свободней и дешевле.

Ничто не вечно под луной

Как писал в своей статье «Прощай, «вечный двигатель». Да здравствует свободная энергия!» Владимир Бердинских, выражение «вечный двигатель» является грустным примером создания отрицательного ярлыка и умышленного сдерживания технического прогресса. Вследствие этого попытки реабилитации понятия «вечный двигатель» обречены на противоположный, отрицательный результат, вместо того, чтобы способствовать распространению передовых научных технологий и знаний.

Бердинских, учёный, который многие годы борется за устранение противоречий в науке, предлагает перестать биться лбом об стенку, чтобы защитить «вечный двигатель», и сменить «оборонительную» тактику, которую приходится принимать учёным. По мнению Бердинских, вместо «вечно» критикуемого понятия «вечный двигатель», следует использовать новые рациональные понятия, которые подкреплены реальными примерами из практики, — к примеру, самообеспечивающиеся, самоорганизующиеся системы, живые системы, устройства на свободной энергии и т.д.

«Вечный двигатель»: время, вперёд!

Французская академия наук, которая начиная с 1775 года и по сей день отказывается принимать на рассмотрение какие-либо проекты вечных двигателей, надолго заморозила технический прогресс, задержав внедрение целого класса удивительных технологий и механизмов. Очень немногим разработкам удалось пробиться через этот заслон.

Среди них — автономные часы, которые, по иронии, выпускаются сегодня именно во Франции. Подпитывает их энергия колебания температуры воздуха и атмосферного давления в течение дня. Герметическая ёмкость часов понемногу «дышит», реагируя на изменения среды. Эти движения передаются на ходовую пружину и подзаводят её. При этом изменение температуры среды всего на 1 градус Цельсия позволяет часам работать в течение последующих двух суток. И при исправности они могут работать практически вечно. Чем не «вечный двигатель»?

Никола Тесла — пророк эпохи свободной энергии

Хотя первые генераторы свободной энергии начинают появляться только сейчас, почти столетие назад «Электрический Прометей» Никола Тесла уже лелеял идеи, как разработать подобные устройства. Однако им так и не суждено было появиться на свет. Через все открытия и эксперименты Тесла красной нитью проходит мысль о том, что энергия разливается по всему миру. В 1891 году он писал: «Мы стоим перед грандиозной задачей — разработать способ, как пользоваться этой энергией».

«Сверхчеловек» — так окрестили Теслу современники. Никола мыслил глобально, заботясь не о себе и даже не о своей стране, а обо всём человечестве.

Главное изобретение в жизни Николы, которое ему не удалось довести до конца, — это Всемирная беспроводная система передачи энергии и информации. Энергопередающая станция направляла бы электроэнергию в любую точку на Земле, отражая её от верхних слоёв атмосферы, и через саму Землю. Воспользоваться этой энергией могли бы все — автомобили, самолеты, корабли, заводы. Им нужно было бы лишь иметь установку для приёма энергии. Эта же система транслировала бы на весь мир точное время, музыку, тексты, фотографии, что является прототипом Интернета, причём бесплатного — купить пришлось бы только энергопринимающую министанцию. А с обычного телефона каждый мог бы позвонить в любую точку мира, тоже бесплатно.

Для создания такого устройства Тесла убедил своего спонсора Моргана соорудить огромную башню в Уорденклиффе, США, и пытался передавать с её помощью энергию. Однако первые эксперименты потерпели неудачу. Вскоре началась Первая мировая война, и по требованию военных исследования были остановлены. Большинство дневников Тесла потеряны или уничтожены. Многие его проекты сегодня уже невозможно восстановить. Кто их уничтожил — остаётся загадкой.

Читать еще:  Hyundai h200 технические характеристики двигатель

Машина Потапова — нефти смертный приговор

Доктор технических наук и академик РАЕН Юрий Потапов изобрёл вихревые теплогенераторы ЮСМАР, которые запатентованы в России, Украине, США и других странах. Их выпускают несколько предприятий под марками от ВТГ-1 до ВТГ-10 разных мощностей. КПД теплогенераторов, по утверждению производителей, вначале составлял 120%, а затем был увеличен до 200–400% и выше.

Внешняя электроэнергия требуется только для запуска двигателя. Принцип работы электростанции основан на том, что вода нагнетается в турбину, в которой образуется вихревой поток молекул со скоростью свыше 500 метров в секунду. После разгона турбины в ней нагревается воздух, и скорость увеличивается до 12 тысяч оборотов в минуту. Избыточная энергия, как считает изобретатель, вероятнее всего возникает из холодного ядерного синтеза, который образуется в вихре.

Но не одними теплогенераторами сыт Потапов. Примерно на тех же принципах он спроектировал ещё несколько устройств с огромным КПД, включая автомобильный двигатель, который также использует для работы воду и является экологически безопасным.

Экспериментальная модель 4-цилиндрового двигателя мощностью около 30 лошадиных сил находится в Кишинёве, столице Молдовы. Под высоким, более 400 атмосфер, давлением в цилиндры впрыскивается нагретая вода. Из-за резкого падения давления и резкого охлаждения она распадается на составляющие — кислород и водород. В результате возникает взрыв. Роль поршней в двигателе играет та же вода, перетекающая во время взрыва из одного цилиндра в другой и производящая механическую работу — вращение вала. При взрыве газовая смесь обратно превращается в воду и опять становится поршнем.

Образуется замкнутый цикл. Потребление воды при этом минимальное, а выхлоп вообще отсутствует. Несмотря на то, что для запуска двигателя необходимо небольшое количество топлива, в качестве которого используется газ, дальше двигатель работает на одной воде.

Все эти изобретения вызывали и продолжают вызывать массу дискуссий. В Интернете можно найти и довольно нелестные отзывы о Юрие Потапове и его изобретениях, в которых он обвиняется во всевозможных грехах. Какое-то время в Молдове на уровне государства было запрещено прессе упоминать о машинах Потапова. Основной козырь оппонентов заключается в том, что, согласно классической физике, КПД не может превышать сто процентов.

— Да, это козырь из школьного учебника по физике, — рассказывает Семён Потапов, сын известного изобретателя и генеральный директор НТФ «Юсмар», в интервью «Российской газете». — Но споры о коэффициенте полезного действия — игра слов и цифр. На сегодня известно 220 явлений, КПД которых значительно выше 100%. КПД ячейки Паперсона около 1200. Если же рассчитать КПД при атомном взрыве, получатся миллионы единиц».

Как бы там ни было, идеи Потапова реализованы в металле и продолжают «нарушать» законы физики. Как утверждают Владимир Баршев и Владимир Богданов в своей статье об изобретениях Юрия Потапова, опубликованной в «Российской газете», в США уже более восьми лет на этом экзотическом топливе ездят шесть машин.

Анатолий Рыков из общественной организации «Наука и техника» в отношении дальнейших разработок Юрия Потапова в области свободной энергии однажды сделал прогноз: если Потапова не остановить, то рыночная экономика, которая основана на огромной индустрии нефти, газа и АЭС, скоро может рухнуть.

Независимой Украине — свободная энергия

Не отстают от своих зарубежных коллег и украинские учёные. Днепропетровский производитель автономных энергетических систем Агроиндустрия недавно начал выпускать свой новый продукт — магнитный электрогенератор Адамса–ВЕГА. Инновация не нуждается в каких-либо внешних источниках, таких как ветер, топливо, солнце и т.п. и генерирует энергию в пределах от 1 до 5 кВт в зависимости от модели.

Машина начинает работу при толчке рукой по часовой стрелке. При этом ротор начинает вращаться без остановки, вырабатывая энергию и заряжая АКБ, подсоединённые к устройству. Как сообщает компания Агроиндустрия, на территории Украины на данный момент уже успешно работают 24 таких электрогенератора.

Тем не менее, несмотря на оптимизм и веру в успех современных разработчиков устройств на «свободной энергии», власть имущие давно надели на человечество аркан зависимости от энергоносителей, уже более столетия выбивая деньги у ничего не подозревающих сограждан.

В итоге, вместо экологически чистых и не требующих добычи и транспортировки топлива технологий, коммерциализированная наука довела экологию Земли до критического состояния. Из-за зависимости от энергоносителей усилилось разделение на бедных и богатых, обострились социальные конфликты. Если бы разработки Тесла и современные устройства на «свободной энергии» достигли успеха и распространились по всему миру, то автомобиль был бы доступным средством для каждого. Телефонная связь и Интернет были бы практически бесплатными. А экономика Украины не зависела бы так сильно от российского газа. В Ираке не произошла бы война, а нефтегигант ВР не разлил бы в океан миллионы тонн нефти, причинив непоправимый ущерб экосистеме… Вы, уважаемый читатель, можете сами продолжить, насколько иным был бы сценарий развития истории.

Возможно, качественный скачок к свободной энергии не произойдёт до тех пор, пока основная масса людей не изменит укоренившуюся идеологию — стремление жить за счёт других. Когда же люди, подобно Николе Тесла, озаботятся судьбой всего человечества, а не только своей, — свободная энергия для всех и «вечные двигатели» будут поставлены на конвейер.

Атом как вечный двигатель

Уже в античности философы собрали воедино свои наблюдения в принципе — «ничто не возникает ниоткуда и не исчезает в никуда». Все наблюдаемые процессы в природе — это круговорот причин и следствий. С тех пор человечество углубило понимание, как устроена материя, как она взаимодействует. Результатом этих изысканий стал универсальный принцип сохранения (он верен для физических величин — энергии, импульса, массы, электрического заряда):

“В замкнутой системе тел полная энергия не изменяется при любых взаимодействиях внутри этой системы тел”.

Мы никогда не наблюдали процессов, противоречащих это лежит то, как устроена наша вселенная — однородность времени и изотропности пространства (пространство называется изотропным, если поворот системы отчета на произвольный угол не приводит к изменению результатов измерений).

Если бы вечный двигатель существовал, он должен был бы совершать работу, большую, чем затраченная энергия. Это противоречит принципу сохранения энергии — замкнутая система, в данном случае вечный двигатель и источник энергии, не могла бы порождать новую энергию.

Как правило, большинство «изобретенных» вечных двигателей нарушали один из следующих пунктов: система не была замкнута (система все-таки получала энергию извне) или убывание энергии шло с очень маленькими порциями (например, маятники способные колебаться годами). Невозможность реализовать вечный двигатель, как некоторое механическое устройство стало общепринятым. Но концепция создания подобного двигателя каждый раз пересматривается с новыми открытиями.

В 1824 году молодой французский инженер Сади Карно опубликовал свои научные работы, в будущем они стали основой для начал термодинамики. Это пример редких случаев, когда инженер заложил основу физической теории, а не наоборот. Карно описал закон сохранения энергии в терминах: газов, тепла и работы. Именно этими параметрами характеризуется чудо инженерной мысли того времени — паровой двигатель.

Первый закон термодинамики:
тепло, подведенное к газу, расходуется на работу, совершаемую газом, и на изменение его внутренней энергии

Второй закон термодинамики:
невозможен процесс, единственным результатом которого является передача тепла от менее нагретого тела к более нагретому

Первый закон термодинамики: тепло, подведенное к газу, расходуется на работу, совершаемую газом, и на изменение его внутренней энергии.

Q (энергия) = А (работа) + ∆U (изменение внутренней энергии)

Приведенный закон есть еще одна форма закона сохранения энергии.

Второй закон термодинамики: невозможен процесс, единственным результатом которого является передача тепла от менее нагретого тела к более нагретому.

Вы можете возразить, ведь есть холодильные машины. Но в холодильнике охлаждение не является единственным результатом процесса. Происходит изменения в работе внешнего источника энергии.

Читать еще:  Что такое развесовка двигателя

Обратите внимание: второй закон термодинамики не противоречит закону сохранения энергии. Он накладывает ограничения на то, как эта энергия может распределяться (от нагретого к холодному и никак иначе).

Нас интересуют прямое следствие первого и второго закона термодинамики, который формулируется очень лаконично:

«Вечный двигатель первого и второго рода невозможен».

Вечный двигатель первого рода: устройство, способное бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов.

Вечный двигатель второго рода: машина, полностью переводящая тепло в работу.

Вечный двигатель первого рода отличается от второго только источником энергии. В первом случае, двигатель сам генерирует необходимую энергию для работы, в результате этой же работы. Во втором, двигателю необходим внешний источник «питания». На первый взгляд двигатель второго рода менее интересен, но с практической точки зрения эти двигатели могут быть одинаково полезными. Именно двигатель второго рода не давал покоя ученым. Идея того, что нечто может само по себе работать бесконечно — фантастична, но создать машину способную полностью переводить тепло в работу кажется не таким безумием.

В 1827 году Роберт Броун при помощи микроскопа, собранного своими рукам, обнаружил, что газ состоит из хаотично движущихся частиц. Некоторые из них перемещались очень быстро, а некоторые медленнее. Подобный беспорядочный вид движения в будущем назовут его именем. Позже в 1888 году Луи Жорж Гюи доказал, что движение этих частиц зависит от температуры (чем быстрее эти частицы движутся, тем выше температура). Такие наблюдения породили сомнение у Луи Жорж Гюи относительно невозможности вечного двигателя второго рода, ведь согласно наблюдениям, получалось что все тепло подводимое к газу уходило на работу (увеличение кинетической энергии атомов). Нельзя ли придумать хитрый механизм, который бы преобразовывал энергию в работу? Эта надежда дала толчок для новых поисков вечного двигателя.

В 1867 году Джеймс Максвелл предложил мысленный эксперимент (который в 2010 ученные из университетов Токио и Тюо смогут воплотить в реальность) целью которого было показать несостоятельность второго начала термодинамики. В дальнейшем один из участников эксперимента получит название — «Демон Максвелла». Давайте опишем этот эксперимент.

Представим, что сосуд с газом, разделен непроницаемой перегородкой на две части: правую и левую. В перегородке есть маленькое отверстие, где сидит некое существо, назовем его Демоном Максвелла, который работает следующим образом: если к нему подлетает быстрая молекула, он ее пропускает из левой части в правую, а если медленная, то только из правой в левую.

Через некоторое время, в одной камере окажутся «быстрые» молекулы, а в другой «медленные». Температура есть среднеквадратичная скорость движения молекулы в газе, следовательно, в одной камере будет горячий газ, а в другой холодный. В результате работы Демона произошло следующее, если в начале эксперимента температура в обеих секциях сосуда была Т , то после эксперимента в правой части сосуда температура будет Т1, а в левой Т2 Т), что вообще противоречит второму закону термодинамики. Обратите внимание, что Демон не подводил и не отводил тепла из системы. На практике это выглядело бы так: левую сторону изначального сосуда мы бы просто открыли (иначе говоря, сделали бы ее равной объему Земной атмосферы), а правая бы нагревалась бы до чудовищных температур. В чем же разгадка? Неужели второй закон термодинамики несостоятелен?

Парадокс разрешается, если обратить внимание на роль Демона Максвелла. Несмотря на то, что Демон не участвует в тепловых взаимодействиях, зададимся вопросом: за счет чего он работает? Откуда он должен брать энергию и сколько ее должно быть?

В 1 см 3 идеального газа при нормальных условиях содержится 2.3 х 10 (19) молекул. Наш Демон должен мгновенно отслеживать траекторию (которая складывается из миллиардов и миллиардов соударений этих молекул). Для роли нашего Демона единственным реалистичным кандидатом является супер-компьютер чудовищной мощности. Но работа этого компьютера будет требовать такой же чудовищной энергии. Тем самым мы получаем устройство схожее работе холодильника. Даже если бы мы смогли собрать подобного демона, скорее всего потратили больше энергии, чем его полезная работа. Тем самым мы пришли к выводу о невозможности создания вечного двигателя.

Одним из важных следствий рассуждений касательно второго закона термодинамики является понятие обратимых процессов. Мы знаем, что тепло переходит от более горячего тела к менее горячему. Давайте заснимем этот процесс на пленку (например, как свеча растапливает кусок льда). При просмотре этой записи ничего удивительного мы не заметим. Если посмотреть ее в обратной «перемотке» мы увидим как лед, образуясь, заставляет гореть ярче свечу, то есть тепло переходит от холодного объекта к горячему. Это противоречит второму закону термодинамики. Именно этот закон объясняет, что время может идти только в одном направлении, от прошлого в будущее. Это в свою очередь, делает путешествие в прошлое невозможным.

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.

Содержание:

  1. Два слова о вечном двигателе
  2. Классификация вечных двигателей
  3. Вечный двигатель — мифы и реальность

Два слова о вечном двигателе

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.

Вечный двигатель — мифы и реальность

Первое упоминание о вечном двигателе относится к 1150 году. Но означает ли это, что античные механики не интересовались вечным движением? Напротив, это было 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 выводу, который теоретически исключает любую возможность существования на Земле искусственно созданного вечного движения.

Читать еще:  Шаговый двигатель ем 323 характеристики

Родоначальником идеи вечного двигателя считают индийского поэта, математика и астронома Бхаскара Ачарья (1114-1185).

В своем труде «Brahmasphutasiddhanta» он описал вечный двигатель так: «Сконструировать из светлых пород дерева колесо с полыми равномерно распределенными спицами, заполнить спицы до половины ртутью и запечатать, поместить колесо на горизонтальную ось. В части спиц ртуть будет подниматься вверх, а в других опускаться, обеспечивая непрерывное движение». Заметим, что за основу взято тело круглой формы.

Согласно древнеиндийской философии, регулярно повторяемые события, которые представляют круговой цикл, являются для него символом вечности и совершенства. То есть прародительские идеи вечного движения были мотивированы не практическими, а скорее религиозными потребностями.

В Европе первые чертежи вечных двигателей появляются одновременно с введением в обращение арабских цифр, то есть в начале XIII века. Первым европейским автором идеи вечного двигателя считается средневековый французский архитектор и инженер Вийяр д’Оннекур, известный как строитель кафедральных соборов и создатель целого ряда интересных машин и механизмов.

Конструированиям таких машин напрасно занимались многие изобретатели. Их неудачи объяснялись тем, что существование «вечного двигателя» противоречит одному из главных законов природы — закону сохранения энергии.

Люди придумывали очень остроумные простые и сложные конструкции «вечных двигателей». Но всегда можно было найти не учтенные автором процессы, которые не позволяли осуществить желаемое.

Технология вечного двигателя привлекала людей во все времена. Сегодня она считается скорее псевдонаучной и невозможной, чем наоборот, но это не останавливает людей от создания все более удивительных вещей в надежде нарушить законы физики и совершить мировую революцию.

В XII-XIII веке начались крестовые походы и европейское общество пришло в движение. Стало быстрее развиваться ремесло и совершенствоваться машины, приводящие механизмы в движение. В основном это были водяные колеса и колеса, которые приводятся в движение животными (конями, мулами, быками, ходящими по кругу). Вот и возникла идея придумать эффективную машину, которая приводится в движение более дешевой энергией. Если энергия берется из ничего, то она ничего не стоит и это крайний отдельный случай дешевизны — даром.

Еще популярнее идея вечного двигателя стала в XVI-XVII веках, в эпоху перехода к машинному производству. Количество известных проектов вечного двигателя перевалила за тысячу. Создать вечный двигатель мечтали не только малообразованные ремесленники, но и некоторые великие ученые своего времени, так как тогда не существовало принципиально научного запрета на создание такого устройства.

Уже в XV-XVII веках такие выдающиеся ученые как Леонардо да Винчи, Джироламо Кардано, Симон Стевин, Галилео Галилей сформулировали принцип: «Создать вечный двигатель невозможно».

В 17 веке Иоганн Эрнст Елиас Бесслер утверждал, что изобрел вечный двигатель и готов продать идею за 2000000 талеров.

Свои слова он подтверждал публичными демонстрациями работающих прототипов. Наиболее впечатляющая демонстрация изобретения Бесслера состоялась 17 ноября 1717. Вечный двигатель с валом диаметром больше 3,5 м был приведен в действие. В этот же день комната, в которой он находился, была закрыта, и открыли ее только 4 января 1718 года. Двигатель все еще работал: колесо крутилось с той же скоростью, что и полтора месяца назад. Репутацию изобретателя подмочила служанка, заявив, что ученый обманывает обывателей. После этого скандала интерес к изобретениям Бесслера снизился и ученый умер в бедности, но все чертежи и прототипы он перед этим уничтожил.

Леонардо да Винчи также интересовался всеми механизмами, в том числе и подвижными бесконечно. До наших дней сохранилась часть его чертежей с изображением рециркуляционных мельниц с архимедовыми винтами. Он также описал сложные механизмы с заполненными ртутью полостями. В Немецком музее (Deutsches Museum) в Мюнхене есть реконструкция его машины. Несмотря на то, что во времена да Винчи закон сохранения еще не был известен, гениальный изобретатель очень близко подошел к его идее. Он писал: «Падающая вода может поднять такое же количество воды… но мы должны учесть и потери силы на трение». Известны и наброски чисто механических вечных двигателей да Винчи, которые приводятся в движение катящимися шариками.

Несмотря на нездоровый интерес Леонардо да Винчи к самой идее вечного двигателя, он достаточно скептически относился к мысли о практическом применении существующих конструкций. В одной из тетрадей великого изобретателя можно найти подтверждение невозможности вечного движения несбалансированного колеса.

Чертеж показывает, что ученый прекрасно понимал расклад сил и моментов, которые вращают колесо. Он считал, что попытка реализации вечного двигателя то же самое, что и поиск философского камня.

Но была и другая идея в построениях вечных двигателей. Определенным отходом от механики стали исследования магнитных, гидравлических и электрических вечных двигателей. Первое упоминание о магнитном вечно подвижном механизме относится к 1269 году. Пьер де Маркурт (Pierre de Maricourt) описал устройство, которое вращается под действием сил нескольких магнитов.

Этот эффект стал понятен намного позже, а устройство Маркурта оказалось первым компасом. Маркурт сам признавал, что созданный им механизм не предназначен для осуществления полезной работы, а скорее помогает понять, как планеты двигаются по орбитам. Он верил, что магнитный материал, который он выяснил, был тем же камнем, который искали алхимики.

Как часто случается в науке, в процессе создания чего-то бессмысленного, находится что-то исключительно важное. Создавая модель, которая будто описывает поведение планет, Пьер де Маркурт выяснил, что тонкие железные провода, намотанные на магнитные шарики, выстраиваются вдоль линий, которые напоминают мнимые линии географической долготы. Он смог также выяснить, что кусочки магнитного железняка, положенные на плавающий брусок, всегда ориентируются в направлении север-юг. Он первым ввел понятие северного и южного магнитного полюса и показал, что магниты противоположных полюсов притягиваются, а одноименных — отталкиваются.

Казалось бы, все описанное выше уже давно стало историей, и сегодня уже никто не верит в возможность создания вечного двигателя. Ничего подобного. Представители ирландской компании Steorn (основана в 2000 году), работающей в отрасли альтернативной энергетики, объявили, что им удалось создать генератор постоянной энергии из КПД сверх 100%, основанный на взаимодействии магнитных полей. Современный вечный двигатель получил название Orbo. Генеральный директор Steorn Син Маккарти утверждает, что его детище несет неисчерпаемую энергию, основанную на использовании «энергии нулевых колебаний». Orbo сможет генерировать в пять раз больше энергии, чем средний аккумулятор мобильного телефона, и не требует подзарядки

Однако какое же было разочарование сторонников идеи вечного двигателя, когда в конце прошлого года чудо-изобретение так и не было выставлено (как обещала компания Steorn) в музее Kinetica Museum in London. Оказалось, что в систему энергию поставлял какой-то неучтенный разработчиками источника фактор. В общем, что-то в Steorn не ладится.

В 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать проекты вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания.

Патентное ведомство США не выдает патенты на perpetuum mobile уже больше ста лет.

А словосочетание «Перпетуум мобиле» стало общим и значит «заниматься бессмысленным делом, работать над нерешаемой задачей».

Пока еще никому не удалось сконструировать вечный двигатель. И при этом напрашивается вопрос: так стоит ли вообще тогда заниматься изобретением «вечного» двигателя? Если обратиться с этим вопросом к научным историческим источникам и проанализировать труды простых неизвестных инженеров и самых известных ученых, то можно удостовериться, что этому проблемному вопросу уделяется крайне много времени и усилий.

Так или иначе дальнейшее накопление опыта, как теоретического, так и практического со временем даст ответ на этот важный вопрос. Но в любом случае все научные поиски, связанные с открытием вечного двигателя, были не бесполезными. Иногда они просто побуждали к творчеству, иногда давали увлечение на всю жизнь или ее часть, а иногда были реальной почвой и предпосылкой для настоящего научного открытия.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector