В продолжение нашего курса «Физика для чайников» начнем рассматривать основы такого важнейшего раздела как термодинамика .
Активное развитие термодинамики началось в девятнадцатом веке. Именно тогда люди начали строить первые паровые машины, а потом активно внедрять их в производство. Началась промышленная революция, и, естественно, всем хотелось увеличить коэффициент полезного действия машин, чтобы произвести больше продукции, доехать подальше и в конце-концов получить больше денег. Все это очень хорошо стимулировало развитие науки и наоборот. Но давайте ближе к сути вопроса.
Термодинамика – раздел физики, изучающий макроскопические системы, их наиболее общие свойства, способы передачи и превращения энергии в таких системах.
Что такое макроскопические системы? Это системы, состоящие из очень большого числа частиц. Например, баллон с газом или воздушный шар. Описание таких систем методами классической механики просто невозможно – ведь мы не можем измерить скорость, энергию и другие параметры каждой молекулы газа в отдельности. Тем не менее, поведение всей совокупности частиц подчиняется статистическим закономерностям. По сути любой видимый нами (невооруженным глазом) предмет может быть определен как термодинамическая система.
– реально или мысленно выделяемая макроскопическая физическая система, состоящая из большого числа частиц, не требующая для своего описания привлечения микроскопических характеристик отдельных частиц. Соответственно, для описания термодинамической системы используются макроскопические параметры, не относящиеся к каждой частице, но описывающие систему целиком. Это температура, давление, объем, масса системы и проч.
Важно отметить, что термодинамические системы могут быть замкнутыми и незамкнутыми . Замкнутая система – это такая система, которую при помощи реальной или воображаемой оболочки оградили от окружающей среды, при этом количество частиц в системе остается постоянным.
Система может находится в разных состояниях. Например, мы взяли баллон с газом и начали его нагревать. Тем самым мы изменили энергию молекул газа, они стали двигаться быстрее, и система перешла в какое-то новое состояние с более высокой температурой. Но что будет, если систему оставить в покое? Тогда система через какое-то время придет в состояние термодинамического равновесия .
Что это значит?
Термодинамическое равновесие – это состояние системы, в котором ее макроскопические параметры (температура, объем и др.) остаются неизменными с течением времени.
Термодинамика стоит на трех своих столпах. Существуют три основных постулата или три закона термодинамики. Они называются соответственно первым, вторым и третьим началами термодинамики. Рассмотрим первое начало или первый закон термодинамики.
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики гласит:
В любой изолированной системе запас энергии остается постоянным.
К слову, у данного постулата есть еще несколько эквивалентных формулировок. Приведем их ниже:
Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение внутренней энергии системы, а также на совершение работы против внешних сил.
Невозможен вечный двигатель первого рода (двигатель, совершающий работу без затраты энергии).
Запишем также математическое выражение первого начала термодинамики:
Здесь Q - количество теплоты, дельта U - изменение внутренней энергии, A - работа против внешних сил. Для различных термодинамических процессов в силу их особенностей запись первого начала будет выглядеть по-разному.
Почему невозможен вечный двигатель первого рода?
Людей издревле привлекала ее величество Халява. Философский камень, превращающий любой металл в золото, скатерть самобранка, с которой не нужно готовить, джин, исполняющий любые желания. Еще одной такой идеей была идея вечного двигателя.
Вечный двигатель невозможен, потому что так устроен мир . Об этом говорят нам законы термодинамики. Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты, полученное системой, идет на изменение внутренней энергии системы, а также на совершение работы против внешних сил. Например, газ, помещенный в цилиндр с поршнем, получая определенное количество теплоты, увеличивает свою внутреннюю энергию, молекулы движутся быстрее, газ занимает больший объем и толкает поршень (работа против внешних сил). Иными словами, если работа совершается без внешнего притока энергии, она может совершаться лишь за счет внутренней энергии системы, которая рано иди поздно иссякнет, преобразовавшись в совершенную работу, на чем все закончится и система придет к состоянию термодинамического равновесия. Ведь энергия в мире никуда не уходит и не приходит, ее количество остается постоянным, а меняется лишь форма. Конечно, Вы обратили внимание на то, что речь идет о так называемом вечном двигателе первого рода (который может совершать работу без энергии). Спешим заверить, существование вечного двигателя второго рода также невозможно и объясняется вторым началом термодинамики, о котором мы поговорим в ближайшем будущем.
Надеемся, знакомство с термодинамикой прошло для Вас приятно и Вы полюбите ее всем сердцем. Если же этого не произойдет, Вы всегда можете поручить выполнение задач по термодинамике нашим авторам , пока сами занимаетесь более приятными делами.
Этот раздел сайта будет посвящён Вечным двигателям. Правильнее будет сказать: Источникам дешёвой энергии. Почему дешёвой, а не бесплатной? Поясню: «Бесплатный сыр бывает только в мышеловке!». Это была шутка, а если серьёзно, то сначала проведём небольшой экскурс.
Начнём с того, что такое «Вечный двигатель», и как он (они) классифицируется?
Современная классификация вечных двигателей
На любом энциклопедическом сайте, например «Википедия», вы можете прочитать, что такое вечный двигатель:
Вечный двигатель первого рода - воображаемое 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 вечного двигателя первого рода постулируется в термодинамике как первое начало термодинамики.
Примеры вечных двигателей, использующих силу тяжести (гравитации) приведены ниже:
Принцип действия первого механического Perpetuum mobile (Ве́чный дви́гатель) индийского поэта, математика и астронома Бхаскары (примерно 1150 г.), 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».
Все эксперименты по созданию таких конструкций завершались успехом – конструкции получались, но, к нашему сожалению – никогда не вращались. Если Вы попытаетесь раскрутить такое устройство рукой, то оно остановится быстрее, чем простое колесо, с такой же массой. Сейчас в Интернете имеется куча видеороликов, в которых двигатель, изображённый на рисунке 2 и его модификации на рисунке 3, действительно вращается. Вы верите в эту чушь? Тогда закройте эту страницу, нет смысла читать её дальше! Смотрите дальше ролики, предназначенные для людей с толстой лобовой костью! Я не про то, что смотреть не надо, а про то, что верить надо не всему, что видишь! Зайдя на такой сайт, и просматривая ролики, Вы просто повышаете посещаемость сайта и тем самым даёте возможность заработать деньги их хозяину. Он ведь не указывает свой адрес и источник материала, изложенного на сайте. Даже если Вы ему напишете, задав вопрос, откуда материал, или, почему он Вас обманывает? Он Вам просто не ответит, в лучшем случае ответит так: «Не верите? Тогда не смотрите!» И это его право. Когда Вы смотрите фильм «Аватар», Вы же не спрашиваете: Это реальные события, или фантастика? Потому, что Вы сразу сами всё понимаете.
Для тех кто не видел подобных видео «работы» вечного двигателя, можете ознакомиться здесь и сейчас! 😉
Продолжим по теме:
Вечный двигатель второго рода - воображаемая машина, которая будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Невозможность 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 остается никаких сомнений в том, что данные постулаты верны и создание вечного двигателя невозможно.
Постулат Кельвина - невозможно создать периодически действующую машину, совершающую механическую работу только за счет охлаждения и теплового резервуара.
Постулат Клаузиуса - самопроизвольный переход теплоты от более холодных тел, к более горячим невозможен.
Закон сохранения и превращения энергии.
Юлиус Роберт Майер — один из тех, кто своими исследованиями открыл новую, энергетическую эру, в возрасте десяти лет сконструировал свой первый и последний перпетуум мобиле. Мальчик построил небольшую «сухую» водяную мельницу с водяным колесом и архимедовым винтом для обратного перекачивания воды к лопастям водяного колеса. Быть может, именно неудача, постигшая его, как и всех остальных, дала будущему исследователю материал для размышлений. Майеру удалось сформулировать один из важнейших законов современной физики - закон сохранения энергии, согласно которому энергия в произвольной замкнутой системе при любых процессах, происходящих в системе, остается величиной постоянной и лишь переходит из одной формы в другую .
Независимо от Майера закон сохранения энергии был также установлен английским физиком Джеймсом Прескоттом Джоулем . Джоуль получил значение механического эквивалента тепла. Оказалось, что одной единице тепла - килокалории, определяемой, как количество тепла, необходимое для нагревания одного килограмма деаэрированной воды при нормальном атмосферном давлении от 14,5°С до 15,5°С, соответствует 4186,8 джоулей (418,7 кгм) механической работы.
Я не буду рассматривать варианты этих «аппаратов», если хотите, поищите сами в Интернете или библиотеке. У меня лично, они интереса не вызывают, потому что я верю в Закон сохранения энергии. Я, предлагаю Вам внимательнее присмотреться к тем «устройствам», которые направлены на извлечение реальной энергии из различного рода веществ и явлений природы, которые имеются в окружающей среде. Веществ, которые при определённых условиях, могут оказаться источниками дешёвой энергии.
Вещества, явления и устройства извлечения энергии из этих веществ и явлений:
1. Постоянные магниты и созданные на их основе магнитные двигатели;
2. Обыкновенная вода и устройства извлечения из воды водорода, как топлива;
3. Природные физические явления, из которых возможно извлечение энергии:
— электромагнитное поле Земли;
— электростатический заряд атмосферы Земли, ионизация;
— солнечный свет;
— температурный эффект нагревания днём и остывания ночью различных объёмных материалов (есть на нашей планете места, где суточная температура изменяется в огромных пределах).
Кто-то ещё хотел бы добавить, или спросить: А энергия бесконечного эфира? Если это спросили Вы, отвечу: Закройте эту страничку, и вообще не заходите в этот раздел сайта! Если Вы настолько невежественны, то читайте книжки Ганса Христиана Андерсена! Пока не научились извлекать энергию из придуманного ещё алхимиками средневековья «Эфира», даже вкладывая туда в сотню раз превосходящую энергию. О чём тогда с Вами говорить? Никто не представляет, что же это такое «Эфир»? Вы, как знаток невероятно правдивых историй Андерсена можете сказать: А опыты знаменитого учёного Теслы? Он же использовал энергию эфира! Отвечу: А ещё, он любил вышивать крестиком! Когда рыбачил, то глушил рыбу дубиной! А когда спал, то одеяло с него всё время падало потому, что он во сне парил в воздухе!
Не надо смешивать имя великого учёного с различного рода сказками! Откуда у Вас такая уверенность, что он использовал эфир, из статей в Рунете? Так Вам ещё не то напишут, лишь бы Вы пришли на сайт. Быть может, Вы насмотрелись фильмов о Николе Тесла? Смотрите на здоровье, но они имеют больше биографический и сенсационный характер, а не научный. Любой человек может предполагать и высказывать своё предположение. Предположить, а потом изложить своё видение на непонятные вещи можете и Вы и я, но если это не подкреплено научными объяснениями, или хотя бы конкретным практическим доказательством, то это называется простым словом – вымысел. Но если, своё предположение выдают за истину, это уже – обман, а те, кто «наматывает обман себе на уши» – невежественные люди.
Ну а теперь, вернёмся и рассмотрим вещества, явления и устройства извлечения энергии из этих веществ и явлений.
Электромагнитные двигатель — генераторы
Современные компактные и мощные постоянные магниты таят в себе значительную скрытую энергию магнитного поля. Уголь при сгорании выделяет 33 Дж на грамм, нефть, которая через 10-15 лет у нас начнет подходить к концу, выделяет 44 Дж на грамм, грамм урана дает 43 миллиарда Дж энергии. В постоянном магните теоретически содержится 17 миллиардов Дж энергии. Конечно, как и у обычных источников энергии, КПД магнита не будет стопроцентным, к тому же у ферритового магнита срок жизни около 70 лет, при условии, что на него не действуют сильные физические, температурные и магнитные нагрузки, впрочем, при таком количестве заключенной в нем энергии, это не так уж и важно. К тому же, есть еще уже серийные промышленные магниты из редких металлов, которые в десять раз сильнее ферритовых и соответственно эффективнее. Вопрос «откуда в постоянном магните столько энергии»- остается в науке пока открытым. Многие ученые считают, что энергия в постоянный магнит непрерывно поступает извне от эфира (физического вакуума). А иные исследователи утверждают, что она просто возникает в нем из-за намагниченного материала постоянного магнита. Пока ясности тут нет.
В мире есть уже много патентов и инженерных решений различных конструкций магнитных двигателей – но практически пока нет в показе таких действующих магнитных двигателей в режиме «вечных двигателей».
Некоторые известные магнитные двигатели
— Магнито – механические магнитные моторы Дудышева;
— Магнитный двигатель Калинина;
— Электромагнитный мотор «Перендев»;
— Двигатель магнитный Минато. На рисунке справа.
— Мотор Джонсона- аналог электромагнитного мотора «Перендев»;
— Магнитный мотор – генератор Шкондина;
— Магнитый Мотор –генератор Адамса.
Видеоролики с этим двигателем, в Интернете просто кишат. В ролике интересно демонстрируют его работу: Быстро вводят ротор в статор, тот резко начинает крутиться, а когда он начинает останавливаться, то так же быстро выводят. То есть сначала дают толчок и всё, Вы в состоянии удовольствия. А когда энергия толчка магнитным полем заканчивается и ротор реально останавливается сам по себе, то выводят ротор и он на глазах изумлённых наблюдателей действительно останавливается. Кто и кого обманывает? А ещё говорят, что этот двигатель наиболее перспективный.
Известны и другие МД, но они примерно таких, же принципов действия. Самый простой изображён на рисунках ниже.
Ощутимый реальный прогресс по МД наметился по малозатратным совмещенным магнито-электромагнитным двигателям с применением в них высокоэффективных постоянных магнитов – электромагнитные двигатели –генераторы (ЭМДГ) с электромагнитами и постоянными магнитами на статоре или роторе. Причем они уже реально существуют, непрерывно совершенствуются и даже некоторые из них уже серийно выпускаются. Некоторые простейшие конструкции совмещенных ЭМДГ даже уже дошли до серийного выпуска и массового внедрения. Это, например, серийные электромагнитные мотор-колеса Шкондина, применяемые на электровелосипедах.
Однако конструкции и энергетика всех известных ЭМДГ достаточно неэффективные, что не позволяет им работать в режиме «вечного двигателя» — без внешнего источника электроэнергии. И я хочу сделать вывод: Не бывает «Вечных» магнитных двигателей, бывают магнитные двигатели с высоким КПД (стремящимся к 100%).
Если я не прав и Вы можете мне доказать противоположное, пишите мне на почтовый ящик, только приложите доказательство, в противном случае я приму Ваше письмо как очередную сказку Ганса Христиана, а потом просто удалю, как мусор.
Многое из того, о чём я в этой статье написал имеется в бесконечном количестве копий на разных сайтах в Рунете. Так уж устроен Рунет, что многие наживаются на монтаже видеороликов, статьях с неправдоподобной информацией. Причём, не тратят на это никаких средств вообще. Лишь бы их материал был сенсационный. Легко найти два видеоролика, в которых на обычный щёточный двигатель постоянного тока, насаживают пластиковую крышку от пищевых продуктов, на которую приклеивают несколько маленьких постоянных магнитов. Маленькое отступление: щёточный двигатель постоянного тока способен работать в режиме генератора. Выводы двигателя подключают на лампочку или светодиод. Двигатель закрепляют на столе с помощью пластилина. И кульминация: К магнитам приближают другой постоянный магнит и «О ЧУДО!» — крышка начала вращать двигатель, а тот начал вырабатывать электроэнергию – лампочка загорелась. А теперь раскрою секрет вечной энергии: под столом такой же двигатель, запитанный от реальной батарейки, вращает такую же крышку, с такими же приклеенными к ней магнитами, только этого Вам не показывают. Если не верите, задайте себе вопрос: А почему эту конструкцию прицепляют на пластилин не горизонтально поверхности стола, а под наклоном? Не догадались? Да для того, чтобы уменьшить расстояние к магнитам, находящимся под столом. Чем меньше расстояние, тем лучше у факира удается фокус!
Я не очень силён в магнитных полях, и в своей деятельности не использую правил правой или левой руки, поэтому эта тема не для меня. Мало того, если бы я действительно увидел «реальную вещь», то я бы ночами бы грыз науку и экспериментировал. Но, увы, в области магнитных двигателей прогресс идёт только в сторону приближения КПД к 100%, абсолютно так же, как в других видах известных Вам и всему миру двигателей. Поэтому, это тема для спецов магнитных полей.
Меня особо интересуют:
1.Обыкновенная вода и устройства извлечения водорода из воды, как топлива для дальнейшего сжигания.
2. Природные физические явления и способы их использования в качестве источников энергии.
А начну я со способов извлечения энергии из обыкновенной воды разложением на водород и кислород , поскольку считаю это наиболее интересным и перспективным направлением исследований.
I. Для разложения воды на водород и кислород широко применяются электролизёрные установки . Одна из них представлена в разделе Практические схемы устройств под названием: Портативная электролизерная установка . Установка интересна тем, что её можно использовать в любительских условиях для мелких работ различной направленности. Так как электролизёры потребляют большое количество энергии, то использоваться они могут только стационарно. Кроме того, электролит в электролизёре под действием электрического тока нагревается, поэтому существует ограничение по времени непрерывного использования электролизёра, либо его конструкцию изготавливают таким образом, чтобы обеспечить отвод тепла в окружающее пространство. Недостаток указывает на то, что электролизёры имеют низкий КПД. «Штука» для хорошего мастера просто замечательная, но на звание «Источника дешёвой энергии» не претендует.
II. В средствах массовой информации недавно появилось понятие «топливная ячейка» . По своей сути топливная ячейка работает так же, как и электролизёр. Но существуют значительные различия. В состав топливных ячеек вводят специальные катализаторы, промежуточные слои, каналы вывода газов и другие доработки и ухищрения. В результате этого, такие топливные ячейки для газообразования требуют значительно меньший приложенный электрический ток, чем электролизёры. У таких ячеек большой КПД и на звание «Источника дешёвой энергии» они вполне могли бы претендовать, если бы не их дорогая себестоимость , в связи с тем, что в таких ячейках используются драгоценные и редкоземельные металлы. Сами ячейки не долговечны, и затраты на их изготовление в результате эксплуатации окупаются с великим трудом.
III. Периодически появляются статьи о выделении водорода из воды путём «электроосмоса» . Поясню, что это такое. Электроосмостические установки используют в строительстве, для быстрейшего затвердения бетона. Над поверхностью залитой бетоном устанавливают металлическую сетку, к которой подключается положительный высоковольтный провод. Отрицательный провод подключают к арматуре, залитой бетоном, который необходимо высушить. Таким образом, образуется высокопотенциальное электростатическое поле, которое позволяет ускорить процесс испарения воды с поверхности бетона, время затвердения последнего значительно уменьшается. Некоторые специалисты предполагают, что происходит не простое испарение молекул воды, а разложение молекул на атомы водорода и кислорода. Мало того, эти специалисты ещё на всякий случай патентуют свои соображения. А что? Вдруг они правы?! На создание высоковольтного электростатического поля большого тока не надо, а эффект может быть действительно значительным. Если мне нечем будет заняться, может быть, когда то этим займусь. Но не в «наше» время, наверное, это будет на пенсии.
IV. В Интернете есть статьи о приставке Бакаева . Говорят, он ставит эту приставку, где то в районе карбюратора двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Приставка создаёт огромное давление, сжимающее воду, при высвобождении последней, она просто «разлетается» на атомы водорода и кислорода, которые попадают в камеру сгорания двигателя. Пишут, что автомобиль едет на обыкновенной воде. Бакаев держит свою приставку в секрете, и устанавливает её только тем, кого он причисляет к достойным для этого людям. При этом, лет десять, ездит более тысячи его приставок, но почему то никто из авторитетных учёных, инженеров до сих пор не знает о том, как приставка Бакаева работает. Странно, этому Бакаеву давно наступили бы, куда надо авторитетные люди, и рассказали бы ему о мамке-Родине и других полезных для русского человека вещах. Я о поведении воды при сжатиях и разрежении ничего не знаю, поэтому считаю приставку Бакаева мифом, и как следствие не моим увлечением.
V. В Рунете есть ещё такой ролик: Сидят два мужика — научные сотрудники (с лицами не редко видавшими оборотистые напитки), и рассказывают о своих исследованиях с водой. В пластиковые бутылочки налита вода, они попили, сказали «О йя, йя! Настоящий, вкусный водичка!». После, из шприца добавили туда солярки, взболтали. Посидели, потрепались. Потом открыли бутылочку, макнули туда полоску бумаги, подожгли полоску. И «О ЧУДО!», бумажка быстро и ярко загорелась. Круто, у них горящая вода! На самом деле, Вы можете сделать то же самое, и у Вас тоже бумажка будет гореть. Вместо воды, Вы можете использовать даже продукты своей жизнедеятельности. Ведь пока они после взбалтывания бутылок сидели и трепались, солярка собралась плёнкой на поверхности бутылки. При опускании в бутылку бумажки, произошёл эффект смачивания, в ходе которого, солярка, обволакивая бумажку со всех сторон, не дала воде доступ к бумажке. Конечно, в небольшом количестве вода попала на бумажку, потому, что во время горения был слышен треск и шипение. Но этот ролик они могли снимать много раз, пока не получится то, что «не стыдно показать». Кроме того, ведь можно выбрать и тип бумаги, ведь у них у всех разная способность впитывания и смачивания – это принтерная бумага, или простая туалетная?
VI. Теперь дошли до самого, на мой взгляд, интересного. Читали Вы статью «Вода вместо бензина» ? Если нет, поясню: Речь идёт о Топливной ячейке Мэйера , собранной этим американским технарём у себя в гараже. Она при малом потреблении электрического тока производит огромное количество водорода. Если есть желание, можете найти об этом кучу материала в Интернете. Не путайте этого изобретателя 20-го столетия с Юлиусом Робертом Майером. Так вот, эта Ячейка Мэйера меня очень заинтересовала. Сначала я неделю её вдумчиво изучал, потом решив, что это очередной обман, я бросил это бесперспективное дело. Но это я только думал, что бросил. В голове всё равно крутились идеи. Сейчас я могу сказать, что У этой ячейки Мэйера есть перспективы, и её существование вполне реально! Об этом я изложу в следующих статьях.
Вечный двигатель
Известные «изобретатели» вечных двигателей
Проект вечного двигателя Орфиреуса
Литература
- Вознесенский Н. Н. О машинах вечного движения . М., 1926.
- Ихак-Рубинер Ф. Вечный двигатель . М., 1922.
- Кирпичёв В. Л. Беседы по механике . М.: ГИТЛ, 1951.
- Мах Э. Принцип сохранения работы: История и корень его . СПб., 1909.
- Михал С. Вечный двигатель вчера и сегодня / Пер. с чеш. И. Е. Зино; Предисл. А. Т. Григорьяна.. - М .: Мир , 1984. - 256 с. - (В мире науки и техники). - 100 000 экз.
- Орд-Хьюм А. Вечное движение. История одной навязчивой идеи . М.: Знание, 1980.
- Перельман Я. И. Занимательная физика . Кн. 1 и 2. М.: Наука, 1979.
- Петрунин Ю. Почему идея вечного двигателя не существовала в античности? // Петрунин Ю. Ю. Призрак Царьграда: неразрешимые задачи в русской и европейской культуре. - М.: КДУ, 2006, с. 75-82
Примечания
См. также
Литература
- // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : В 86 томах (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.
Ссылки
|
|||||||||||||||||
| См. также: Вечный двигатель Мотор-редуктор Резиномотор | |||||||||||||||||
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :- Энцефалография
- Теорема Нётер
Смотреть что такое "Вечный двигатель" в других словарях:
ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Современная энциклопедия
ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - (лат. perpetuum mobile перпетуум мобиле) 1) вечный двигатель 1 го рода воображаемая, непрерывно действующая машина, которая, будучи раз запущенной, совершала бы работу без получения энергии извне. Вечный двигатель 1 го рода противоречит закону… … Большой Энциклопедический словарь
Вечный двигатель - (перпетуум мобиле), 1) вечный двигатель 1 го рода воображаемая непрерывно действующая машина, которая, будучи раз пущена в ход, совершала бы работу неограниченно долгое время без получения энергии извне. Вечный двигатель 1 го рода противоречит… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
вечный двигатель - перпетуум мобиле Словарь русских синонимов. вечный двигатель сущ., кол во синонимов: 1 перпетуум мобиле (4) Словарь синонимов ASIS … Словарь синонимов
ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, существует две теоретические формы вечного двигателя. В первой механизм работает бесконечно без притока ЭНЕРГИИ извне. Однако этот вид машины противоречит первому закону ТЕРМОДИНАМИКИ о сохранении энергии. Во второй модели… … Научно-технический энциклопедический словарь
ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - (перпетуум мобиле) (лат. perpetuum mobile, букв. вечно движущееся), воображаемый двигатель, к рый, будучи раз пущен в ход, совершал бы работу неограниченно долгое время, не заимствуя энергию извне (так называемый В. д. 1 го рода). Идея В. д. 1 го … Физическая энциклопедия
ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - (перпетуум мобиле) гипотетический двигатель, который якобы может производить полезную работу, не заимствуя энергии извне. В д. любого рода неосуществим … Большая политехническая энциклопедия
вечный двигатель - (лат. perpetuum mobile перпетуум мобиле), 1) вечный двигатель 1 го рода воображаемая, непрерывно действующая машина, которая, будучи раз запущенной, совершала бы работу без получения энергии извне. Вечный двигатель 1 го рода противоречит закону … Энциклопедический словарь
Вечный двигатель - перпетуум мобиле (лат. perpetuum mobile, буквально вечное движение), воображаемая машина, которая, будучи раз пущена в ход, совершала бы работу неограниченно долгое время, не заимствуя энергии извне. В. д. противоречит закону сохранения и … Большая советская энциклопедия
вечный двигатель
- amžinasis variklis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. perpetual motion machine; perpetuum mobile vok. Perpetuum mobile rus. вечный двигатель, m pranc. moteur à mouvement perpétuel, m; moteur perpétuel, m … Fizikos terminų žodynas
Подробнее
Природная тепловая энергия накрепко отгорожена от практики нерушимым Законом сохранения энергии и пресловутыми Первым и Вторым началами термодинамики. Не буду затрагивать, Ломоносовское толкование, Закона сохранения энергии и материи: кстати, первое в мире: Оно гласит: «Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что если что-то к чему-либо присовокупиться, то столько же где-то убавиться ». Проще говоря, что положишь, то и возьмешь. И никакой прибавки! Это святое. А вот истинность Начал вызывает сомнения. Почему осмелился обозвать их пресловутыми? «Второе начало термодинамики» Рудольф Клаузиус , будучи последователем Сади Карно, сформулировал в 1850 году, когда современная физика была в зачаточном состоянии, и многие открытия еще впереди.
Однако второе Начало сразу стало классикой. Клаузиус исходит из того, что энергия преобразуется из одного вида в другой, с потерями, и, в конце концов, остаток тепла, безвозвратно рассеивается в окружающем пространстве. «Еще страшней, еще чуднее» : по его утверждению тепло нельзя преобразовать в механическую работу с коэффициентом близким к единице, и следовательно «Невозможен процесс, единственным результатом которого явилась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему». Более того, Клаузиус, вообще наложил «вето» на вечный двигатель. Не подвиг ли его на это кощунство Аристотель ? За несколько сотен лет до нашей эры он пришел к заключению, что «Непрерывное движение можно допустить только у небесных светил, а в подлунном мире оно немыслимо» .
perpetual motion machine (с англ.- вечный двигатель)
Постулаты второго Начала поддержал великий ученый Уильям Томсон (лорд Кельвин). По его мнению «Невозможно производство работы за счет охлаждения и израсходования всей внутренней энергии системы. Заметим, что во всех случаях подразумевается закрытая изолированная система без теплообмена с окружающей средой. Но мы-то существуем в системе открытой, где запасы энергии неисчерпаемы. И почему обязательно надо использовать всю энергию? На первый случай, хватит даже малой ее толики. Сложнее не считаться с отрицанием возможности самопроизвольного перехода теплоты от тел более холодных к телам более нагретым. А, ведь именно, отсюда автоматически проистекает запрет на создание теплового вечного двигателя. Когда была создана статистическая термодинамика, основанная на молекулярных представлениях, во второе Начало внесли поправку. Оказывается «Переход тепла от холодного тела к более горячему в принципе возможен, но это уничтожающе маловероятное событие.
А в природе реализуются наиболее вероятные события ». Что в лоб, что по лбу! Как бы в подтверждение этого тезиса пока никому не удалось сделать так, чтобы энергия от более холодного тела перешла к более горячему. А ведь вечному двигателю необходимо, чтобы при этом он еще совершал работу. Не сочтите это заявление «Наполеоновским». Но осмелюсь предположить, что мне это удалось. Свой первый вечный двигатель, естественно, неработоспособный, придумал еще в 1934 году, когда учился в 6 классе украинской школы в г. Прилуки. Вернулся к этому увлечению через полсотни лет, при несколько необычных обстоятельствах. В августе 1986 г. проректор Университета Дружбы народов им. Патриса Лумумбы В. Шкадиков предложил мне провести изобретательский семинар с группой студентов. Но между мной и десятком «добровольцев» — выходцев из стран Африки оказалось трудно преодолимое препятствие – полное языковое непонимание. А переводчица была далека от техники, и ни в чем помочь не могла. Но общение состоялось.
В виде разминки я предложил молодым людям создать увлажнитель воздуха. Эта тема их заинтересовала. Конечно, мы побывали в нескольких магазинах бытовой техники, посмотрели увлажнители самых разных типов.Все они были с электроприводом. Изобретать на этой основе неинтересно. А что, если использовать идею Иоганна Сигнера , предложил я. Он создал первую в мире гидравлическую турбину — Сегнерово колесо . Оно расположено в горизонтальной плоскости, а вместо спиц — трубки с изогнутыми концами. Вытекающая из них жидкость обладает реактивной силой и приводит колесо во вращение. Но в нашем случае это был бы не увлажнитель, а «затопитель» помещения.
Мы же решили создать увлажнитель воздуха испарительного типа. Такого в магазинах мы не нашли. Устроили нечто, вроде соревнования идей. Самым простым и основополагающим было предложение сохранить колесо, но повернуть его на 90 градусов и «посадить» на горизонтальную ось. Колесо выполнить из отдельных сектров, как в древнеиндийском вечном двигателе . Таким образом, испаряющая поверхность оказалась в вертикальной плоскости. Другими деталями увлажнитель обрастал, как снежная баба»: трубки заменили изолированными друг от друга секторами. Обтянули их хлопчатобумажной тканью, и вместо изогнутых колен приладили к секторам отростки. Еще раз все обсудили, сделали чертежи и изготовили модель.
В таком «звании» 1 октября 1988 года его внесли в Государственный реестр изобретений под номером 1455040. Конструктивно двигатель не сложный: на горизонтальной оси вращается диск – ротор, состоящий из 6 изолированных друг от друга секторов, обтянутых хлопчатобумажной тканью.По мере насыщения влагой самого нижнего сектора, равновесие ротора нарушается, и в силу дисбаланса система приходит во вращение. На смену выходящему из воды сектору приходит соседний, и вращение становится непрерывным. Таким образом, двигатель напрямую преобразует тепло окружающего воздуха в механическую работу. Иными словами происходит самопроизвольная концентрация тепловой энергии рассеянной в окружающей среде. Правда, в силу своей недостаточной компетентности, я не могу обосновать принцип действия двигателя: С одной стороны поверхность ротора испаряет влагу, а посему охлаждается. Окружающий воздух, имея более высокую температуру, вправе на «законном» основании передавать тепло ротору. Это ясно, как Божий день. Но, с другой стороны, отдавая тепло, охлаждается и сам воздух.
Следовательно, отдавать тепло охлажденному ротору не имеет права. Явное противоречие. Как его разрешить? Автору этих строк — корреспонденту журнала «Изобретатель и рационализатор » посчастливилось общаться с Павлом Кондратьевичем Ощепковым , выдающимся ученым, и замечательным человеком.
Позволю себе вкратце рассказать об одной из встреч с Павлом Кондратьевичем, оставившей заметный след в моем сердце и в памяти. Где-то в конце 80-х годов прошлого века я как-то осмелился привезти к нему и показать в действии свой «вечный» (тепловой) двигатель. Павел Кондратьевич не счел его образцом типичной энергетической инверсии, ибо переход тепловой энергии в нем происходит при относительном равенстве теплового состояния окружающего воздуха и ротора двигателя. Однако, отметил: «Сам пример концентрации рассеянной энергии небезынтересен».
Всю свою жизнь, за исключением многих лет незаслуженных тюрем и лагерей, он посвятил становлению и изучению энергетической инверсии (концентрация и практическое использование рассеянной энергии природы),Ощепков также изобрел и довел до практики новое направление в науке и технике — интроскопию (внутривидение) и, главное, придумал, разработал и практически осуществил радиолокацию (системы и устройства для обнаружения удаленных объектов, в том числе самолетов) . Это одно из величайших изобретений современности, признанное во всем мире.
Его электровизоры выпускали серийно и они были приняты на вооружение в Красной Армии. В самом начале Великой Отечественной войны, точнее 21 июля 1941 года в 17.00 войска Противовоздушной обороны посредством устройств, изобретенных Ощепковым, на расстоянии 200 км от Москвы обнаружили в воздухе две сотни фашистских самолетов. По расчетам педантичных немецких вояк, эта армада должна была уничтожить город даже не до руин, а до пепла Помпеи. Ведь Москва в то время занимала небольшую территорию и вмещалась в пределы кольцевой железной дороги.
Предупрежденные защитники столицы успели привести в боевую готовность зенитную артиллерию, в воздух поднялись истребители, и в воздушном сражении потеряв два десятка самолетов, фашисты позорно повернули вспять. Столица и ее жители были спасены от неминуемой катастрофы. Не буду скрывать и скажу заранее: Основная цель этой публикации – инициировать представление П. К. Ощепкова на Нобелевскую премию (посмертно) . Он это заслужил. К сожалению, через несколько лет, в 1992 году Павел Кондратьевич неласковый к нему мир, покинул. Вечная ему память! Но вернемся к началу нашего разговора. Беседовать об изобретениях и не коснуться вечного двигателя столь же нелепо, как вести свадьбу без музыки. Хотя бы потому, что изобретатели вечного двигателя были, по существу первыми энергетиками, на столетия опередившими официальную науку, если не в знании, то в поиске новых источников энергии. Вечный двигатель, вот уже восемь столетий – неизлечимая болезнь и пугало всего человечества.
Гипотетически можно вообразить, что человечество разделилось на три «ордена» – те, которые, хоть единожды в жизни удивились проявлению мощных сил природы и задумались об их практическом использовании. Те, кто, пытался вечный двигатель построить, и, наконец, те, кто этому посвятил всю сознательную жизнь или немалую её часть. К счастью таких больных меньшинство. Но во все времена и народы рядом с создателями венного двигателя всегда были соглядатели и надзиратели, прямо или косвенно порицавшие и даже преследовавшие за это занятие. Отрицатели вечного двигателя активны и агрессивны. Они, есть и сейчас — и в чиновничьей среде, и в науке. И, что особенно опасно, они проникли в систему образования, И также порицают и препятствуют.
Причем это чудище, как выразился в свое время Василий Тредиаковский , «обло, озорно, огромно, стозевно и лайяй ». Беда еще в том, что классическая термодинамика объективна и основана на нерушимых законах природы. Её постулаты изложены в университетских учебниках исповедуются официальной наукой. Это непреложная истина, которую оспорить невозможно. Однако можно и нужно изменить ее понимание, трактовку и внести некоторые коррективы. Особенно в части вечного двигателя. Речь, конечно о тех, которые основаны на использовании энергии природы. Однако, этого ограничения придерживались далеко не все строители вечного двигателя. Вот уже восемь столетий это неизлечимая болезнь и пугало всего человечества.
Гипотетически всех обитателей планеты можно разделилось на три «ордена» Одни, хоть единожды в жизни удивились проявлению мощной дармовой природной энергии, происхождение которой не всегда очевидно. И подумали: «Бери — не хочу!». Независимо от результата, всегда, отрицательного, эта работа не была бесполезной. не будем забывать, что создатели вечного двигателя, по-существу были первыми энергетиками, на столетия опередившими официальную науку, если не в знании, то в поиске новых источников энергии.
Через эту школу изощренной мысли, виртуозного мастерства и самозабвенного труда прошли не только люди малообразованные и случайные. Попытки создания вечного двигателя не минули Леонардо да Винчи, Исаака Ньютона, Ивана Кулибина, Константина Циолковского и многих других великих и не столь заметных личностей. Их наследие бесценно и может служить наглядным примером сотворения конструкций принцип действия, которых применим и сейчас в самых разных областях техники. Причем, обратим внимание, многие «перпетомобилисты» вошли в историю техники, как создатели оригинальных и полезных машин и механизмов.
Надо ли говорить, что это не случайно, а в связи… Уместно сослаться на любопытное признание Леонардо да Винчи : «Как жаль, что умные люди тратят столько хороших сил на такие пустые попытки! Мне удалось создать свои машины только потому, что я понял безнадежность идеи вечного движения «. Как известно, в рукописях великого энциклопедиста немало непонятных недосказанных мыслей. Попробуем вникнуть в смысл последней фразы. Нет ли в ней особого подтекста? Не намекает ли да Винчи, что именно это увлечение способствовало успехам в его многообразном техническом творчестве? Дело в том, что построение вечного двигателя осуществимого или фантастического «невозможного» неизбежно связано со знанием техники, умением конструировать, способностью мысленно строить модели, и как бы «залезать в их нутро, чтобы виртуально «обкатывать» в действии.
Чертежи вечного двигателя Леонардо да Винчи
Это может быть присуще интеллектуальному человеку изначально или приобретается начинающему по ходу создания вечного двигателя. Я уверен, что тот, кто предпринимал попытки создать вечный двигатель, с большей вероятностью станет настоящим инженером, конструктором, изобретателем, чем тот, кто этим никогда не увлекался. Даже конструирование простых механизмов и, тем более, комбинирование их в более сложные — само по себе, невозможно без элементарных знаний механики и законов природы. Кроме того, это занятие развивает творческие способности, умение создавать в уме различные устройства и переносить их на бумагу или на другой носитель информации в понятном для других виде. Мораль «сей басни» такова: Давайте откроем дорогу вечному двигателю.Предоставим молодежи возможности для его создания, создателям. Будем в этом помогать и поощрять.
Может быть, даже включим в школьную программу «по физике» свободный соревновательный урок по этой тематике. Ну, хотя бы один раз в неделю или раз в месяц. Многосторонний положительный эффект от этого несомненно будет. «Это вы, батенька, хватили через край », скажет иной чиновник от образования. «Кому нужен вечный двигатель в нынешнее кризисное и хлопотное время ». А, вот и нужен, и полезен! В-первых, экономически, ибо он может послужить реальным техническим средством модернизации экономики и овладения энергией природы. И, что гораздо значимее – это действенный повод и стимул политехнического образования молодежи и воспитания инновационного мышления и действия.
А вы что думаете по этому поводу?
Written by
Василий
Художник, архитектор сознания, мыслитель постигающий новые горизонты информационного пространства
- Вечный двигатель первого рода - двигатель (воображаемая машина), способный бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Их существование противоречит первому закону термодинамики. Согласно закону сохранения энергии
- Вечный двигатель второго рода - воображаемая машина, которая будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел (см. Демон Максвелла). Они противоречат второму закону термодинамики. Согласно Второму началу термодинамики , все попытки создать такой двигатель обречены на провал.
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 . 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
Рис. 1. Одна из древнейших конструкций вечного двигателя
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.
Рис. 2. Конструкция вечного двигателя, основанного на законе Архимеда
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.
Патенты и авторские свидетельства на вечный двигатель
Литература
- Вознесенский Н. Н. О машинах вечного движения . М., 1926.
- Ихак-Рубинер Ф. Вечный двигатель . М., 1922.
- Кирпичёв В. Л. Беседы по механике . М.: ГИТЛ, 1951.
- Мах Э. Принцип сохранения работы: История и корень его . СПб., 1909.
- Михал С. Вечный двигатель вчера и сегодня . М.: Мир, 1984.
- Орд-Хьюм А. Вечное движение. История одной навязчивой идеи . М.: Знание, 1980.
- Перельман Я. И. Занимательная физика . Кн. 1 и 2. М.: Наука, 1979.
- Петрунин Ю. Почему идея вечного двигателя не существовала в античности? // Петрунин Ю.Ю. Призрак Царьграда: неразрешимые задачи в русской и европейской культуре. - М.: КДУ, 2006, с. 75-82
Примечания
Wikimedia Foundation . 2010 .
