ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Вечный дви гатель (лат. Perpetuum Mobile) — воображаемое устройство, позволяющее получать полезную работу большую, чем количество сообщённой ему энергии.
Существуют ли вечные двигателя? К сожалению, нет. Вечных двигателей на данный момент не существует. Но, несмотря на это существует классификация вечных двигателей.
Классификация вечных двигателей Вечный двигатель первого рода Вечный двигатель второго рода
Патенты и авторские свидетельства на вечный двигатель В 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать заявки на патентование вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания. Патентное ведомство США не выдаёт патенты на perpetuum mobile уже более ста лет. Тем не менее, в Международной патентной классификации сохраняются разделы для гидродинамических и электродинамических вечных двигателей, поскольку патентные ведомства многих стран рассматривают заявки на изобретения лишь с точки зрения их новизны, а не физической осуществимости.
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.
История возникновения теорий о вечном двигателе 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. 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.
Арабский вечный двигатель Принцип действия этого двигателя был основан на различии моментов сил тяжести, создаваемых жидкостью, перемещавшейся в сосудах, помещённых на окружности колеса. Древние арабы говорили: «Наполненное таким образом жидкостью колесо, будучи насажено на ось, лежащую на двух неподвижных опорах, непрерывно вращается само по себе» .
Модель древнейшего вечного двигателя На этом рисунке 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.
Модель вечного двигателя, основанная на законе Архимеда На этом рисунке 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.
Модель вечного с использованием молотков В Средние века около 1235 года архитектор Виллар де Оннекур (Villard de Honnecourt) заинтересовался идеей вечного двигателя и был озадачен неудачами своих современников. Чтобы показать их невежество, он нарисовал простую, но весьма оригинальную машину. Ее непрерывное движение обеспечивалось за счет нечетного количества подвижных увесистых молотков, прикрепленных к ободу колеса. Рассуждения Виллара довольно просты. Он ошибочно полагал, что всегда с одной стороны оси будут находится четыре молотка, а с другой три, создавая постоянный дисбаланс. Он не осознавал, что система в целом будет стремиться к статическому равновесию, когда с каждой стороны будут находиться по три молотка и один внизу. Поучительно, что и сегодня некоторые попадаются в эту ловушку.
Гидропроводная мельница В эпоху Возрождения интерес к вечному двигателю был поистине огромен. Например, большое количество чертежей с описанием конструкции вечного двигателя было сделано архитектором Франческо ди Джорджио (Francisco di Georgio). Один из довольно неплохих вариантов мы видим на рисунке. Это гидроприводная мельница с дополнительной помпой. Машина использует непрерывную циркуляцию воды (рециркуляционная мельница). Поскольку извне вода не поступает, то такие механизмы иногда называют aqua morta, то есть «мертвая вода» . Падающая вода запускает большое вертикальное колесо, которое посредством зубчатой передачи приводит в движение мельницу. Чтобы поднять воду вверх используются коленчатый вал и два рычага, скрепленных с осью колеса, приводящих в движение две помпы с цилиндрическими поршнями.
Магнитный вечный двигатель Епископ Джон Уилкинс (John Wilkins), соучредитель Королевского научного сообщества, описал в своей книге простейший магнитный вечный двигатель, предложенный Йоханнесом Таисниерусом (Johannes Taisnierus). Вверху наклонной плоскости лежит магнит, на нем шарик, плоскость имеет два отверстия. Сам Уилкинс же и дал объяснение, почему этот механизм не сможет работать. Почему изначально шарик скатится и пройдет через верхнее отверстие, а не прилипнет к магниту? И почему он должен под действие силы притяжения магнита притянуться вверх, если он не сделал этого, скатываясь? И почему в нижней части наклонной плоскости он должен менять направление? Если посмотреть на эту схему с точки зрения физики, то окажется, что она не нарушает законов сохранения энергии, но противоречит второму закону термодинамики. m – масса шарика, f 1 – сила притяжения магнита в верхней части плоскости, f 2 – сила притяжения магнита в нижней части плоскости, f. H – тормозящая сила, обусловленная конечным коэффициентом трения, f. G – сила притяжения земли.
Вечный водопровод Идея этого двигателя заключалась в том, что давление воды в большом баке должно постоянно выжимать воду по трубе в верхнюю емкость. Однако автор проекта не понимал, что гидростатический парадокс в том и состоит, что уровень воды в трубе всегда остается таким же, как в баке.
Колесо с откидывающимися грузами 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. 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 (Fi. Li = Fj. Lj).
Цепочка шаров на треугольной призме Через трехгранную призму перекинута цепь из 14 одинаковых шаров. Слева четыре шара, справа — два. Остальные восемь шаров уравновешивают друга. Следовательно, цепь придет в вечное движение против часовой стрелки. Грузы приводит в движение только составляющая силы тяжести, параллельная наклонной поверхности. На более длинной поверхности больше грузов, но и угол наклона поверхности пропорционально меньше. Поэтому сила тяжести грузов справа, умноженная на синус угла, равна силе тяжести грузов слева, умноженной на синус другого угла.
Луна и планеты Идея состоит в том, что Луна движется вечно вокруг Земли, а планеты Солнечной системы движутся вечно вокруг солнца. Здесь налицо смешение понятий: «вечный двигатель» и «вечное движение» . Полная (потенциальная и кинетическая) энергия Солнечной системы есть величина постоянная, и если мы захотим за ее счет совершить работу (что, в принципе, не исключено), то эта энергия будет уменьшаться. Но вот «бесплатной» работы мы всё равно не получим.
ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ В ЧАСАХ Одна из них - не требующие завода часы, которые по иронии судьбы сегодня выпускаются именно во Франции. Источником энергии служат колебания температуры воздуха и атмосферного давления в течение дня. Специальная герметическая емкость в зависимости от изменения среды слегка "дышит". Эти движения передаются на ходовую пружину, подводя ее. Механизм продуман так тонко, что изменение температуры всего на один градус обеспечивает ход часов в течение двух последующих суток. При условии исправности этот механизм будет функционировать ровно столько, сколько светит Солнце и существует Земля, то есть практически вечно.
Конец
Скачать презентацию ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Вечный дви гатель лат Perpetuum Mobile
Вечный двигатель.pptx