Что мешает создать вечный двигатель

Почему невозможно создать вечный двигатель первого или второго рода

Все мы знаем, почему невозможно создать вечный двигатель, но это не мешает изобретателям придумывать новые способы достижения этой мечты.

Никакое устройство не может выработать больше энергии чем ему сообщено – поэтому невозможно создать вечный двигатель.

Патентные ведомства различных стран, например, выдали несколько патентов на вечный двигатель в недавней истории, вопреки своей давней политике. Возможно, одной из причин этого является то, что изобретатели становятся все более изощренные.

Несбалансированные колеса и магниты уступают место голограммам, заставляя ученых устанавливать связи между полями, которые иначе не были бы созданы. Теория вечного движения, которая стремится оправдать бесконечную эксергию (предельное значение), а не бесконечную энергию, появилась, и кажется, что новые законы термодинамики должны быть утверждены, чтобы запретить это. Не важно какие технологии будут в будущем , но такая машина невозможна.

В этой статье исследуется не только “наука”, стоящая за вечным двигателем, но и психологические и философские основы почему невозможно создать вечный двигатель.

История вечного двигателя

Мечта о вечном движении преследовалась с тех пор, пока человек был способен контролировать огонь.

Еще в VI веке до нашей эры греки мечтали о неугасимом огне, который не нужно было бы постоянно подпитывать трудом и тяжелой работой. Они превратили этот сон в миф о Прометее, который осмелился украсть этот огонь у самого Зевса. Поскольку бесконечное движение планет по их орбитам (будь то вокруг Земли или вокруг Солнца нематериально) люди стали задумываться. Они предположили, что, возможно, это может быть связано с чем-то физическим на земле, и, следовательно, больше не потребует команд рабов, чтобы поддерживать движение. Сегодня мы знаем, что это была не такая уж надуманная мечта, так как именно это делают приливные электростанции.

Древний ум, по-видимому, не питал отвращения к понятию вечного движения:

• Аристотель, например, представлял себе вечный двигатель “primum movens”, который дает силу для поддержания движения Вселенной, не нуждаясь, в свою очередь, ни в чем другом. Это состояние продолжалось на протяжении всего Средневековья.
• Коперник, по-видимому, принял эту концепцию как источник движения планет, хотя и не обязательно как первичный двигатель всего сущего.
• Средневековое богословие и св. Фома Аквинский, в частности, присвоил понятие вечного двигателя как атрибут самого Бога. Это, однако, не означает, что машины, реализующие эти идеи, находились в активном развитии, поскольку потребности в энергии того времени были довольно скромными.
• Мы должны прийти к началу XVI века и алхимику Антонию Зимаре, чтобы найти теоретическую попытку разработать такую машину, заставив ветряную мельницу приводить в движение мехи, которые создают ветер, движущий саму ветряную мельницу.

Виды вечных двигателей

По мере того как Возрождение постепенно уступало место просвещению, множились предложения о вечных двигателях. Эти машины можно грубо разделить на три группы, в зависимости от физического принципа, который предположительно используется:

1. Вода бежит в гору (или воздух дует против ветра).
2. Неуравновешенные колеса и маятники.
3. Магнитные машины.

Эти три вида вечных двигателей соответствуют силам, которые были известны в то время, прежде чем они были определены, и подлежат исчислению (которое еще не придумали).

• Машины первой группы предполагали, что водяное колесо может производить достаточно энергии для работы насосов, которые, в свою очередь, поднимут воду до ее первоначальной высоты.
• Представители второй группы использовали тот факт, что баланс будет смещаться, если на одну пластину положить больше веса, чем на другую; трюк состоял в том, чтобы ловко перемещать гири между пластинами, подобно тому, как персонаж мультфильма избегает столкновения с землей, выходя из падающего лифта в самый последний момент.
• Наконец, таинственная способность магнитов притягивать или отталкивать другие тела, часто действующие против гравитации, была слишком соблазнительной, чтобы ее можно было оставить в покое.

Почему люди продолжают изобретать несмотря на то почему невозможно создать вечный двигатель и после того, как наука приняла законы, запрещающие их?

Первый и второй род вечных двигателей

Проведем обзор физики в том виде, в каком мы знаем ее сегодня. Есть два рода вечных двигателей, ни один из которых не может работать так, как задумали их создатели.

Первый род

1. Они движутся, производя больше энергии, чем потребляют. К этой категории относятся все средневековые машины и все машины эпохи Ренессанса. Они не могут работать из-за принципа сохранения энергии, известный также как Первый закон термодинамики, который гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена.

Второй род

1. Тела движутся путем преобразования тепла, которое составляет тепловое состояние их окружения, полностью преобразовываясь в потенциальную энергию в консервативном поле (таким образом, соблюдая Первый закон) или его эквивалент. Им мешает работать Второй закон термодинамики, который гласит, что для преобразования энергии этого типа в другой тип должна существовать разность температур.

Покорно подчиняясь этим законам, которые постепенно были сформулированы на протяжении XIX века в трудах Карно, Джоуля и других, патентные ведомства во всем мире вскоре начали требовать доказательств работы, обычно через рабочий прототип, всякий раз, когда изобретатель хотел получить патент на вечный двигатель первого или второго рода. Это было необходимо, так как огромные потребности промышленной революции в энергии породили орду потенциальных вечных двигателей, которые обещали неограниченную свободную власть для поддержки этой революции. Поскольку эти машины были запрещены законами физики, изобретатели таких машин считались виновными в мошенничестве, если не доказывали обратное.

Некоторые из них достигли некоторой известности, как Джон У. Кили, изобретатель нескольких машин, противоречащих либо первому, либо Второму Законам, либо изобретатель шахматного “автомата” под названием Турок, который играл в шахматы, никогда не требуя источника питания (кроме маленького человека, скрытого внутри машины).

На патентные ведомства возложена задача предоставления ограниченных монополий лицам, внесшим вклад в благосостояние общества путем полного раскрытия новых, полезных и неочевидных методов или машин. Патентные эксперты обычно верят изобретателям относительно полезности идей, которые они хотят запатентовать, но они проводят черту, когда эти идеи не могут работать, как утверждают их изобретатели, потому что они нарушают физический закон.

Таким образом, патентные ведомства стран имеют внутреннее правило, действующее вскоре после инцидентов, требующих рабочего прототипа для вечных машин первого и второго типов (похоже, что машины для путешествий во времени и антигравитации все еще могут быть запатентованы не показывая рабочий прототип).

Они делают это не потому, что невозможно создать вечный двигатель, а это свидетельствует о полезности устройства или даже великих изобретений человечества, если действительно запатентованное устройство может как-то работать.

Челябинские ученые могут создать «вечный двигатель» с помощью магнитов

Ученые ЧелГУ и ЮУрГУ создали научную коллаборация для исследования возможностей применения магнитов, сообщает «Южноуральская панорама» со ссылкой на советника при ректорате ЧелГУ Дмитрия Батаева. Как рассказал ученый, центр создан для изучения магнитокалорического эффекта в сильных магнитных полях, которые позволяют создавать уникальные материалы для сжижения газов.

Дело в том, что для хранения и транспортировки газа сейчас применяют сложные и энергоемкие компрессорные устройства, для работы которых нужны сверхнизкие температуры. Это мешает более широко применять, к примеру, водород, при том, что в природе его много. Челябинские ученые нашли другой способ сжижать газы — технологию магнитного охлаждения, которая может помочь получать и хранить дешевую водородную энергию.

«Мы недавно запустили крупный международный российско-немецкий проект «Фундаментальные основы сжижения природного газа с помощью магнитного охлаждения». Он финансируется Российским научным фондом и немецким Объединением Гельмгольца и призван помочь решению фундаментальной задачи науки — разработке материалов с заданными свойствами для сжижения газов с помощью магнитокалорического эффекта», — говорит Дмитрий Батаев.

Ученые уверены, что свойства магнитов можно использовать для записи информации, сепарации, охлаждения до сверхнизких температур или магнитного удержания плазмы (холодная плазма — уникальный материал, который дает колоссальное количество энергии, но удержать ее можно только магнитом). В медицине сильные магнитные поля повышают чувствительность магнитно-резонансной томографии для диагностики заболеваний. Магниты могут сильно изменить в лучшую сторону высокоскоростные поезда. Кроме того, магниты могут применяться в ускорителях элементраных частиц и в исследовании микромира, они могут помочь в изучении процессов с веществами внутри звезд.

«Спектр применения наших исследований практически безграничен. Они могут найти применение в сверхпроводящих материалах, медицине, машиностроении и авиации, космосе, сельском хозяйстве, других отраслях. Для этого мы сотрудничаем с зарубежными научными центрами, налаживаем научное партнерство с институтами Российской академии наук, ведем совместные исследования с московским Институтом радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН. Эти проекты направлены на создание новых материалов для медицины, космоса, нанотехнологий и машиностроения. Будущий межвузовский Центр сильных магнитных полей поможет вывести их на совершенно новый уровень», — рассказал Дмитрий Батаев.

Отметим, что совместная работа идет давно. С 2017 года существует лаборатория функциональных материалов ЮурГУ, которую возглавляет Дмитрий Батаев. Здесь ведутся исследования квантовых кооперативных явлений, материалов с памятью формы, с магнитокалорическим эффектом, углеродных материалов и наноразмерных структур. К примеру, эффект сверхпроводимости, позволяющий практически ликвидировать трение с помощью сверхнизких температур, может помочь в создании почти «вечного» двигателя, у которого КПД практически не ограничен.

Вечный двигатель изобретен

Атмосфера постоянного генерирования идей позволила компании 3М стать инновационной. Сейчас технологические решения 3М составляют платформу для создания множества инновационных продуктов во всем мире

Известно ли вам, что скотч — это вовсе не любая клейкая лента? Это зарегистрированная, в том числе и в России, торговая марка компании 3М. А что цветные листочки с липким краем, без которых работник офисного фронта не представляет себе трудового процесса, — тоже изобретение этой компании? И появилось оно в 1980-м году потому, что сотрудник 3М смог в рабочее время заняться решением своей проблемы. Полезных изобретений в 3М тысячи. У компании — более 26 тыс. патентов, в год она регистрирует около 500 новых. Это почти столько же, сколько Всемирная организация интеллектуальной собственности выдала в 2009-м по всей России (569).

3М — широкодиверсифицированная корпорация, одна из крупнейших международных промышленных компаний. Существует более ста лет. Постоянную продуктивность ей обеспечила ключевая идеология — инновации, готовность к долгосрочным инвестициям в новые продукты и развитие внутреннего предпринимательства. Менеджерам компании удалось выстроить выдающийся механизм стимулирования инноваций.
К примеру, «правило 15%» позволяет техническим сотрудникам тратить 15% рабочего времени на собственные проекты. «Правило 30%» предполагает получать не менее 30% годового объема продаж каждого подразделения за счет товаров, запущенных в производство в последние четыре года. А еще — награды и гранты для создателей успешных бизнес-направлений, возможность продвижения по служебной лестнице, программа раннего участия в прибылях, форумы для обмена информацией, почетные общества. Здесь каждую идею, даже самую сумасбродную, тестируют, оценивают с точки зрения новизны и полезности для клиентов. «Нельзя наткнуться на что-либо, стоя на месте», — говорил бывший руководитель 3M Company Ричард Карлтон.

Что такое инновация для компании и что мешает притоку инновационных технологий в Россию, рассказывает генеральный директор «3M Россия» Светлана Баланова.

Решаю проблемы

— В России свое, отличное от Запада понимание инноваций. Они прочно ассоциируются с нано-, космическими или ядерными технологиями. Не создает ли это трудности для работы?

— В тех инновациях, о которых вы говорите, мы тоже принимаем участие. К примеру, астронавт Нил Армстронг вступил на поверхность Луны в обуви, изготовленной при нашем участии. У нас множество разработок для NASA, лазерные и нанотехнологии. Сейчас, например, по поручению американского правительства мы занимаемся топливными элементами как альтернативным источником энергии.

Хотя мы действительно под инновациями понимаем нечто другое: новые идеи и продукты, которые меняют качество жизни или работы людей. В России этого понимания еще нет. Кроме того, инновации — это не просто теоретические изыскания, это коммерциализированные научные разработки. Показатель инновационности — насколько компания в состоянии переносить идеи (причем неважно, свои или купленные) в коммерческий продукт. Это то, в чем Россия всегда отставала. Страна обладает огромным научно-техническим потенциалом. Произвести очень качественный опытный образец никогда не составляло проблемы для советских и российских НИИ. Проблема возникала тогда, когда нужно было построить поточное, конвейерное производство.

Работая в секторе В2В, 3М продвигает на российском рынке технологические решения, которые позволяют производителям создавать инновационные продукты.

— Сейчас идет борьба за снижение потребления топлива: все стремятся уменьшить массу автомобиля. Этого можно достичь, используя специальные материалы для облегчения деталей, которые разработала 3М. То же — в производстве электроники, бытовой техники. То есть можно продолжать шурупами прикручивать одно к другому. А можно использовать современные технологии, позволяющие делать быстрее, дешевле и качественнее. В проекте с КамАЗом компания предложила замену клея на самоклеющийся уплотнитель на двери автомобилей, это позволило снизить запыление кабины и сократить трудоемкость процесса на 30%.

Другой пример — из области медицины. Внутрибольничные инфекции — серьезная проблема в мире. В России не ведут статистику в этой сфере: вероятно, страшатся цифр. При этом борьба с последствиями таких инфекций стоит гораздо дороже, чем их предотвращение. Продукция 3М — специальное хирургическое белье, различные ткани, через которые делают разрезы во время операции, перевязочные материалы, крепления внутривенных катетеров и так далее — позволяет сократить затраты на пребывание пациента в стационарах на 20% как раз за счет снижения распространения инфекции в больнице.

— Что мешает притоку инновационных продуктов и технологий в Россию?

— Инновационные проекты попадают в Россию минимум через год после появления в мире: очень много барьеров. Они связаны с техническим регулированием, сертификацией. Есть административные барьеры. Например, федеральный закон о госзакупках. По нему, основной фактор принятия решения — цена. Совершенно не рассматриваются качественные показатели, изменение полной стоимости процесса. Но инновационные высокотехнологичные продукты не могут стоить значительно дешевле, чем старые. Да, они могут увеличивать стоимость на каком-то отдельном участке, но дают существенную экономию в комплексе.

Главный барьер — в головах. И приятно видеть, что сейчас российские производители, российские власти все больше начинают думать категориями общей стоимости, качества и смотреть, что могут дать инновационные технологии. Раньше моментально отпугивала цена. Но разница в стоимости всегда чем-то обоснована. Мы все-таки не в бизнесе дорогих женских сумок или чего-то еще, где бренд является определяющим, и за него люди готовы переплачивать в разы. Потребитель должен понимать, что он платит за время, которое сэкономит, или за сокращение затрат где-то в другом месте, или за большее удобство (к примеру, в виде технической поддержки), и что мы сможем разработать технологию для решения его проблем. Изменение менталитета — очень позитивный сдвиг.

— В 2008 году 3М запустила завод в Волоколамске. Планируете расширять производство в России?

— Не очень приятный сюрприз для многих западных компаний — производить в России не дешевле. Это выгодно только для тех, кто активно переходит на российское сырье, например, пищевиков. Но точно не для высокотехнологичных производств, где ручной труд — не такая большая составляющая, чтобы получить существенный эффект из-за разницы заработных плат. К тому же одна из самых больших проблем для локализации в России — это отсутствие качественных поставщиков сырья. Часто сырье стоит дороже, чем заграницей. Есть материалы, которые в России не производятся вообще. Сегодня между странами достаточно высокий уровень специализации, и например, поставщиков смол специального типа для нашего производства антикоррозийных покрытий в мире всего несколько.

Но мы действительно в перспективе трех-пяти лет планируем повышать степень локализации в России. Производить здесь имеет смысл потому, что ты становишься гораздо ближе к потребителю. Особенно если продукт адаптируется под российский рынок или выпускается новый, сделанный специально для него. Цепочка поставок сокращается, появляются гибкость, возможность быстро реагировать на потребности клиентов.

Для адаптации технологий под наших потребителей на заводе в Волоколамске есть научно-исследовательская лаборатория, а в Москве работает Технологический центр. Он работает так: клиент привозит деталь, которую нужно обрабатывать с использованием абразивного материала и называет показатели, которые нужно получить после обработки. Наши специалисты создают новую технологическую карту — определяют материалы и этапы, в которые проходит зачистка. Примерно так же мы создаем новые продукты. Повторюсь: инновация не имеет смысла, если она не привязана к производству.

Идеи в цене

— Каковы приоритеты 3М в России и на Урале?

— В России представлены все шесть бизнес-направлений 3М (см. «От провала к успеху», с. 17). Начинали с продаж товаров для офиса, в последнюю очередь подключили товары народного потребления. В это направление сейчас активно вкладываем. Конечно, есть отрасли, в которых попросту нет российских производителей, поэтому нет и поставок нашей продукции: это электроника, мобильные телефоны, производство альтернативных источников энергии. Тут основная часть нашей клиентской базы находится в Азии. Кстати, в марте мы получили престижную американскую премию в области энергосбережения за продукт, который используется в производстве телевизоров для увеличения яркости.

Приоритет на Урале — материалы для промышленности, прежде всего горнодобывающей и металлургической, в том числе средства обеспечения безопасности на производстве и индивидуальной защиты. Важная для нас тема — здравоохранение. В регионе хорошо развивается цифровая стоматология. Это новая технология, которую мы запустили несколько лет назад: система компьютерного моделирования и изготовление безметалловых конструкций для зубов (коронок) из керамического материала, из оксида циркония. Большое внимание уделяем электротехническому и телекоммуникационному направлению (продукция для обеспечения интернет-доступа).

Кроме того, для нас Урал — продвинутый регион с точки зрения безопасности дорожного движения. В Екатеринбурге, Перми всегда интересовались новыми технологиями в этой сфере. Здесь и в других регионах мы реализуем сейчас социальную программу повышения безопасности пешеходов на дороге «100% видимости».

— Это предполагает активное сотрудничество с властями различного уровня. Нет ли ощущения, что здесь вы сталкиваетесь с неподвижной коррупционной махиной?

— Не секрет, что на дорогах в России гибнет огромное количество людей. Как ни цинично это звучит, есть определенные финансовые показатели — сколько стоит одно ДТП и как одна смерть отражается на величине валового продукта. В этом смысле государство отдает себе отчет в том, что инвестиции в эффективную организацию безопасного дорожного движения будут окупаться. Наша компания — серьезный игрок в этой отрасли, мы, например, изобрели световозвращающие материалы для дорожных знаков, специальной одежды. Мы успешно работаем с органами обеспечения безопасности на дорогах во всем мире, и России в частности.

Если вспомнить, что было на дорогах 15 лет назад (я имею в виду не качество дорожного покрытия, а то, что связано с безопасностью движения), то здесь произошли кардинальные перемены — изменился ГОСТ. Впрочем, в России до сих пор разрешено использование для дорожных знаков пленки с определенными характеристиками, так называемой «коммерческой», изначально разработанной для рекламы. Таких стран осталось всего несколько, например Пакистан, Украина. Следующий шаг — переход на международные стандарты. Кроме того, есть определенные принципы, по которым должны оформляться участки, где зафиксирована концентрация ДТП. Россия уже много сделала в этой области.

— Как повлиял кризис на ваши планы в России?

— Он их не изменил, просто немного отложил. Мы, как и большинство компаний, наверное, говорим о задержке в год-два. Это позволяет иначе взглянуть на них, оценить, не нужно ли что-то пересмотреть. Чем больше мы здесь работаем, тем больше информации по рынку получаем, лучше его узнаем. В связи с этим планы могут меняться. Речь не идет о том, будем ли мы развивать дальше производство и продажи в России — однозначно будем. Вопрос в том, какие именно новые продуктовые линейки появятся.

Индивидуальный проект «Вечный двигатель»

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Ивангородскаясредняя общеобразовательная школа №1им.Н.П.Наумова»

Индивидуальный исследовательский проект

Мышкарев Роман Олегович,

Ученик 11 класса

МБОУ «ИСОШ №1им.Н.П.Наумова»

Руководитель:

Богова Светлана Анатольевна,

МБОУ «ИСОШ №1 им.Н.П.Наумова»

Глава 1. Описание объекта исследования 2-3

Глава 2. История создания вечных двигателей 3-5

Глава 3. Почему вечный двигатель невозможен 5-6

Глава 4. Один из «изобретателей» вечных двигателей 6-7

Источники информации 7

Нас заинтересовал вопрос о вечном двигателе, и мы решили изучить эту тему более подробно.

Актуальность данного исследования заключается в том, что технология вечного двигателя привлекала людей во все времена. Сегодня она считается скорее псевдонаучной и невозможной, нежели наоборот, но это не останавливает людей от создания все более диковиных штуковин и вещиц в надежде нарушить законы физики и произвести мировую революцию.

В связи с этим мы выдвинули гипотезу о том, какое значение в науке имеет вечный двигатель. Возможно ли создание такого двигателя, одного из нетрадиционных источников энергии.

Цель нашей работы : узнать, что же такое вечный двигатель, какие виды вечного двигателя существуют и можно ли его создать. А так же допуститься к экзаменам.

Провести литературный обзор по теоритическим вопросам темы исследования.

Выяснить, по каким причинам ученым не удавалось создать вечный двигатель.

Глава 1. Описание объекта исследования

Ве́чный дви́гатель (лат. PerpetuumMobile) — воображаемое неограниченно долго действующее устройство, позволяющее получать большее количество полезной работы, чем количество сообщённой ему извне энергии (вечный двигатель первого рода) или позволяющее получать тепло от одного резервуара и полностью превращать его в работу (вечный двигатель второго рода).

Современная классификация вечных двигателей:

Вечный двигатель первого рода — неограниченно долго действующее устройство, способное бесконечно совершатьработу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Согласнозакону 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 — неограниченно долго действующая 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:

Постулат Кельвина — невозможно создать периодически действующую машину, совершающую механическую работу только за счёт охлаждения теплового резервуара.

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.

Глава 2. История создания вечных двигателей

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 Perpetuummobile 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. Принцип действия этого первого механического перпетууммобиле 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, но в целом он скептически относился к идее вечногодвигателя.

Неудачные конструкции вечных двигателей

На рис. 1[см. Приложение 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 [см. Приложение 1] 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.

Пример псевдовечного двигателя 2-го рода

Анализ конкретной конструкции вечного двигателя 2-го рода может представлять собой нетривиальную задачу, особенно если речь идёт о конструкции сложной или такой, принцип действия которой на первый взгляд вообще непонятен, либо потоки энергии и их источник неочевидны. Зафиксируем, например, один конец работающей на изгиб биметаллической пластины, а ко второму концу подвесим груз и поместим получившуюся конструкцию на открытый воздух. За счёт колебаний температуры пластина будет изгибаться/распрямляться, а груз подниматься и опускаться, то есть устройство будет совершать работу. Заменив груз на храповой механизм, получим механический привод, способный выполнять полезную работу за счёт извлечения энергии из

единственного теплового резервуара — окружающей среды. Но поскольку окружающая среда попеременно выступает в качестве то нагревателя, то охладителя, противоречие со вторым законом термодинамики отсутствует. Таким образом, рассмотренная конструкция представляет собой не вечный, а псевдовечный двигатель 2-го рода.

Глава 3. Почему вечный двигатель невозможен

Когда речь заходит о вечном двигателе, главная проблема — путаница в формулировках. Почему-то некоторые считают, что вечный двигатель – это машина, которая движется постоянно, что она никогда не останавливается. Эта правда, но лишь отчасти.

Действительно, если вы однажды установили и запустили вечный двигатель, он должен будет работать до «скончания времён». Назвать срок работы двигателя «долгим» или «продолжительным» – значит сильно преуменьшить его возможности. Однако, ни для кого не секрет, что вечного двигателя в природе нет и не может существовать.

Но как же быть с планетами, звездами и галактиками? Ведь все эти объекты находятся в постоянном движении, и это движение будет существовать постоянно, до тех пор пока существует Вселенная, пока не наступит время вечной, бесконечной, абсолютной темноты. Это ли не вечный двигатель?

Именно при ответе на этот вопрос и вскрывается та путаница в формулировках, о которой мы говорили в начале. Вечное движение не есть вечный двигатель! Само по себе движение во Вселенной «вечно». Движение будет существовать до тех пор, пока существует Вселенная. Но так называемый вечный двигатель — это устройство, которое не просто движется бесконечно, оно еще и вырабатывает энергию в процессе своего движения. К сожалению, из-за фундаментальных законов физики нашей Вселенной, создание вечных двигателей невозможно. Разберёмся, почему это так.

Физика работы вечного двигателя

В нашей Вселенной безраздельно властвует закон сохранения энергии. Согласно этому закону, энергия всегда сохраняется. Это означает, что энергия не может быть ни создана, ни разрушена. Вместо этого она просто переходит из одного состояния в другое. Чтобы движение осуществлялось постоянно, энергия системы должна всегда оставаться постоянной и никуда не выделяться. Из одного этого факта следует, что вечный двигатель построить нельзя.

Почему? Чтобы поддерживать постоянное движение, мы должны соблюсти много требований к нашему устройству:

Машина не должна иметь каких-либо «трущихся» частей. Любая движущаяся часть не должна касаться других деталей. Трение,

которое будет создано между деталями, в конечном счете приведёт к тому, что двигатель потеряет свою энергию. Создание гладкой поверхности недостаточно, так как не существует идеально гладких объектов. Тепло всегда будет генерироваться при трении двух частей (образование тепла требует энергетических затрат, поэтому двигатель будет терять энергию).

Машина должна работать в вакууме (без воздуха). Этот пункт напрямую связан с причиной, указанной в предыдущем пункте. Эксплуатация машины не в вакууме приведет к потере ее энергии за счет трения между движущимися частями и воздухом. Хотя потеря энергии из-за трения деталей двигателя о воздух очень мала, помните, что мы говорим о вечных двигателях. То есть, если существует малейший механизм потерь, то двигатель в конце концов потеряет свою энергию (даже если это займет очень много времени).

Двигатель не должен воспроизводить звук. Звук также является формой передачи энергии. Если машина издает какие-либо звуки, это ведёт к потере энергии. Хотя эта проблема исчезнет, если двигатель будет работать в вакууме, поскольку в вакууме звук распространяться не может.

Глава 4. Один из «изобретателей» вечных двигателей

Технология вечного двигателя привлекала людей во все времена. Сегодня она считается скорее псевдонаучной и невозможной, нежели наоборот, но это не останавливает людей от создания все более диковинных штуковин и вещиц в надежде нарушить законы физики и произвести мировую революцию.

К примеру, в 1950-х годах румынский инженер Николае Василеску-Карпен изобрел батарею. Ныне расположенная (хотя и не на стендах) в Национальном техническом музее Румынии, эта батарея по-прежнему работает, хотя ученые до сих пор не сошлись во мнении, как и почему она вообще продолжает работать.

Батарея в устройстве остается той же одновольтной батарейкой, которую Карпен установил в 50-х годах. Долгое время машина была забытой, пока музей не был в состоянии качественно выставлять ее и обеспечивать безопасность такой странной штуковине. Недавно обнаружили, что батарея работает и по-прежнему выдает стабильное напряжение — спустя уже 60 лет.

Успешно защитив докторскую степень на тему магнитных эффектов в движущихся телах в 1904 году, Карпен наверняка мог создать что-то из ряда вон выходящее. К 1909 году он занялся исследованием высокочастотных токов и передачи телефонных сигналов на большие расстояния. Строил телеграфные станции, исследовал тепло окружающей

среды и продвинутые технологии топливных элементов. Однакосовременные ученые до сих пор не пришли к единым выводам о принципах работы его странной батареи.

Было выдвинуто множество догадок, от преобразования тепловой энергии в механическую в процессе цикла, термодинамический принцип которого мы пока не обнаружили. Математический аппарат его изобретения кажется невероятно сложным, потенциально включая понятия вроде термосифонного эффекта и температурных уравнений скалярного поля. Хотя мы не смогли создать вечный двигатель, способный вырабатывать бесконечную и бесплатную энергию в огромных количествах, ничто не мешает нам радоваться батарейке, непрерывно работающей в течение 60 лет.

Мы провели литературный обзор по теоретическимвопросам темы исследования и выяснили, что же такое вечный двигатель, какие существуют виды вечных двигателей.

Мы выяснили, что мы сможем получать энергию из вечного двигателя, но только ту энергию, которая использовалась для приведения этого устройства в движение. Вечный двигатель в реальной жизни будет просто хранить изначально переданную ему энергию. Мы должны помнить, что энергия не может быть создана; она всегда лишь преобразуется из одной формы в другую.