Вечный двигатель: возможно ли? Все попытки создать Perpetuum Mobile | Наука, Прошлое
Представьте, что ваш телефон никогда не разряжается, автомобилисты не знают слова «заправка», а искусственные органы работают дольше настоящих… Конечно, сегодня даже дети знают, что за все нужно платить, а в школе учат, что ничто не возникает из ничего. Но несколько сотен лет назад ученые утверждали, что пассажиры поездов непременно умрут от удушья в разреженном воздухе, а при виде автомобилей у коров случатся выкидыши.
Времена меняются. Что такое вечность? Время существования Вселенной? Энергии в ней хоть отбавляй. Неужели нельзя построить двигатель, использующий скрытые резервы мироздания, с гарантийным сроком «до следующего Большого взрыва?»
Недостижимая мечта любого инженера. Философский камень механики. Инструмент ловких мошенников и атрибут множества фантастических произведений. Знакомьтесь: вечный двигатель.
Игрушка «Пьющая птичка», наклоняющаяся к бокалу с водой. Действие основано на испарении жидкости в бокале и охлаждении головы птички.
С высыханием бокала движение прекращается.
Вечное движение возможно. По крайней мере, оно не противоречит квантовой механике и первому закону Ньютона (материальная точка сохраняет состояние покоя или равномерного движения до тех пор, пока внешние воздействия не изменят этого состояния). Не так давно астрономы университета Миннесоты обнаружили в космосе «великое ничто» — пустое пространство протяженностью около миллиарда световых лет. Если представить себе, что в нем отсутствуют всякие взаимодействия, то камень, брошенный там, двигался бы с постоянной скоростью вплоть до смерти Вселенной. То есть фактически вечно.
Однако когда речь заходит о вечном двигателе, обычно имеется в виду система, вырабатывающая больше энергии, чем потребляющая (теряющая ее на трении, сопротивлении воздуха и т. п.), благодаря чему ее можно использовать для каких-либо бытовых нужд. До изобретения паровых или электрических приводов единственным универсальным и мобильным источником энергии были мускулы.
Пружинные и маятниковые механизмы годились лишь для приложения малой силы в течении длительного времени (часы). Самыми мощными стационарными двигателями были водяные и ветряные мельницы.
Это сильно ограничивало механиков. Например, в средние века не составляло труда соорудить потолочный вентилятор или эскалатор, но кто бы смог безостановочно крутить их сутки напролет? Вполне логично, что люди мечтали о «халявном» источнике энергии. Их фантазия была ограничена технологиями того времени, поэтому по нынешним меркам вечные двигатели древности выглядели трогательно и примитивно.
Бхаскара II: ртуть в колесе.
Первый вечный двигатель был придуман почти 9 веков назад. Индийский математик и астроном Бхаскара II предложил крепить к колесу сосуды с ртутью, изогнутые таким образом, чтобы во время вращения она перетекала из одного конца емкости в другой. По его замыслу колесо крутилось бы постоянно. Вероятнее всего, для ученого это был лишь символ вечного круговорота бытия (сансары, «протекания»).
Бхаскара вряд ли считал свою философскую модель вечным двигателем, однако арабские и европейские исследователи отнеслись к этому вопросу абсолютно серьезно. Несбалансированное колесо стало классикой «вечного двигателестроения». В 13 веке французский архитектор Виллар де Оннекур воспользовался той же схемой, заменив ртуть молоточками. На практике такое колесо найдет точку равновесия и остановится, не сделав даже полного оборота.
Вечные двигатели да Винчи (кодекс Форстера II, стр.90-91) и их современные модели
Леонардо да Винчи заинтересовался идеей вечного двигателя, создал несколько чертежей… и объявил о том, что ни один такой аппарат работать не будет. Он критиковал все попытки изобретателей создать очередное «волшебное колесо», однако мысль о принципиальной невозможности вечного двигателя стала аксиомой лишь двести лет спустя — когда в 1775 году Парижская академия наук перестала принимать патентные заявки на подобные устройства.
О, исследователи вечного движения, сколько суетных планов создали вы при подобных исканиях! Станьте лучше алхимиками!
Леонардо да Винчи
Вместе с тем Леонардо оставил чертежи водяной мельницы, вращаемой поднимаемой ею же водой, не снабдив их критическими комментариями.
Считал ли он возможным вечный двигатель на воде — неизвестно.
Мельница Леонардо
Увлечение несбалансированными колесами уступило место моде на замкнутые схемы «устройство А вращает устройство Б, которое двигает устройство А». Философ, астролог и алхимик Марк Антоний Зимара (1460—1523), незнакомый с водяной мельницей да Винчи, описал ветряную мельницу, на которую дули огромные меха, приводимые в движение вращением этой самой ветряной мельницы.
Марк Зимара, как и Дон Кихот, сражался с ветряными мельницами.
В 1610 году нидерландский изобретатель Корнелиус Дреббел построил первые механические часы с автоподзаводом от перепадов атмосферного давления. Машина, представлявшая собой золотой глобус и показывавшая не только часы, но и даты с временами года, по меркам того времени казалась настоящим «вечным двигателем». За Дреббелом закрепилась слава мага и алхимика.
Трудно сказать, насколько качественно она была исполнена (к примеру, часы Atmos разрабатывались лучшими швейцарским инженерами в течение нескольких десятков лет).
Но, учитывая, что Дреббел был невероятно талантлив (построил микроскоп с двумя линзами, подводную лодку для английского флота, изобрел инкубатор для цыплят с термостатом, автоматически регулирующим температуру, а также пытался создать воздушный кондиционер), разумно предположить, что его часы могли работать без поломок многие месяцы, если не годы.
Последний, самый яркий период классического вечного двигателестроения пришелся на середину 18 века, а именно — на жизнь Иоганна Эрнста Элиаса Бесслера (1680—1745), придумавшего себе псевдоним Orffyreus (криптограмма Bessler).
Это был очень странный человек — хвастливый, надоедливый, занудный, с дурным характером и замашками параноика. По дошедшим до нас свидетельствам, он работал часовщиком. В 1712 Бесслер заявил, что овладел секретом вечного движения. Вначале он попытался показать безостановочное колесо с небольшим грузом жителям маленького немецкого городка Гера, но провинциалов это зрелище не впечатлило.
Бесслер стал разъезжать по стране, публиковать научные трактаты и строить более крупные модели своего двигателя.
По каким-то причинам он не хотел делать компактные модели, а конструировал деревянные колеса диаметром около 4 метров. Его кипучая деятельность привлекла интерес ученых. Демонстрационные образцы мега-колес тщательно исследовались, но никаких признаков шарлатанства не обнаружилось.
Колеса Бесслера, собранные им в замке Вайсенштайн.
Было решено провести полномасштабный эксперимент. 12 ноября 1717 года в присутствии представителей власти одно из вращающихся колес диаметром 3,5 метра было размещено в комнате замка Вайсенштайн, а все окна и двери наглухо заперты. Две недели спустя комнату открыли. Колесо все еще крутилось. Тогда помещение было запечатано вплоть до 4 января 1718 года. Год спустя люди вошли в комнату и увидели, что колесо продолжает вращаться с той же самой частотой.
Это было уже интересно. Лондонское королевское общество захотело купить изобретение. Бесслер с ходу запросил двадцать тысяч фунтов (гигантские по тем временам деньги). Колесо решили проверить еще раз, но Бесслер внезапно впал в ярость и разломал свое творение — якобы для того, чтобы другие ученые не смогли украсть его идеи.
Изобретатель продолжил путешествия по стране, демонстрируя различные модели колес: вращающиеся только в одну сторону и останавливаемые лишь с очень большим усилием, а также вращающиеся в любую сторону и останавливаемые без всякого труда. В 1727 году служанка Бесслера заявила, что его механизмы приводились в движение человеком из другой комнаты. Проверить эти показания так и не удалось, но репутация инженера была навсегда подорвана. Бесслер умер, свалившись с сооружаемой им ветряной мельницы. Он оставил после себя непонятные шифрованные заметки и вынудил потомков гадать — был ли он безумцем, эксцентричным гением или гениальным фокусником?
Жульнический «двигатель» Редхеффера (современная уменьшенная копия)
В 19 веке увлечение вечными двигателями несколько спало — наука шла вперед, поэтому такие устройства все чаще становились инструментом обмана. Так, американец Чарльз Редхеффер из Филадельфии за 1 доллар показывал всем желающим сложную маятниковую машину вечного движения — правда, через зарешеченное окно.
Местные жители подкупили одного механика, чтобы тот сделал копию двигателя Редхеффера — но с потайной пружиной внутри.
Увидев клон своего детища в действии, Чарльз запаниковал и бежал в Нью-Йорк, где его разоблачил знаменитый изобретатель Роберт Фултон. Последний заметил, что машина работает прерывисто и нашел ременной привод, ведущий от нее в соседнюю комнату с человеком, крутящим рычаг.
Машина Кили. Ему предлагали сотрудничать с Эдисоном или Тесла, но Кили, естественно, отказывался.
Еще один американец — Джон Кили (1827—1898) — заявил, что энергию можно извлекать из эфира за счет вибраций камертона. Его обвиняли в мошенничестве и даже в колдовстве, но ловкач умудрился 27 лет дурачить инвесторов, выманивая у них деньги на построение промышленного образца двигателя. Лишь после того, как Кили угодил под трамвай, выяснилось, что его макеты работали на сжатом воздухе. Мошенник нарушил много законов — но только не термодинамики.
На протяжении 19 и 20 веков подобные аппараты продолжали кормить своих «изобретателей» и работников желтой прессы — с той лишь разницей, что термины «космические флюиды» и «всепроникающий эфир» сменились на «холодный термояд» или «альтернативная физика».
Иногда это заканчивалось не просто плохо, а очень плохо — например, в 1966 году американский венгр Джозеф Папп (самообъявленный создатель реактивной субмарины) испытал двигатель, работавший на смеси инертных газов. Взрыв унес жизнь одного человека и покалечил двоих.
Изобретение Морея. Он, как и Тесла, якобы смог получить энергию из ничего.
Но далеко не все такие случаи имели криминальный характер. Вполне серьезный ученый Томас Генри Морей (1892—1974) неоднократно демонстрировал всем желающим работу прибора, собиравшего «лучистую энергию из вакуума» и преобразовывавшего ее в электричество.
Машина работала несколько дней подряд. Эксперты изучали ее вдоль и поперек, но никто не мог найти источника энергии. Промышленники захотели купить ее, Морей отказался, и единственный рабочий экземпляр был уничтожен. Позднее ученый жаловался, что в него несколько раз стреляли, его семье угрожали, а лаборатории периодически громились. Секрет устройства, собиравшего космическую энергию (в чем бы он ни заключался), изобретатель унес с собой в могилу.
Изобретатель Джозеф Ньюман охотно продает свои машины. Они работают на батарейках и выдают больше электричества, чем получают. Замкнуть цикл (чтобы избавиться от необходимости в батареях) изобретатель почему-то не хочет.
Грань между гениальностью и помешательством провести очень сложно. Другой физик — болгарин Стефан Маринов заявил, что посетил коммуну христианской секты «Метернита» (Линден, Швейцария), члены которой получили «вдохновение свыше» и построили генератор бесконечной электрической энергии под названием «Тестатика». Он работает уже много лет, перекрывая энергетические потребности всей общины. Вскоре после этого откровения Маринов спрыгнул с лестницы в библиотеке университета Граца.
Любители теорий заговора часто вспоминают о Стэнли Мейере, попавшем под суд за попытки продать двигатель, работавший на воде. Если верить махинатору, слабые электрические импульсы особой частоты разлагают воду на водород и кислород, которые потом используются вместо паров бензина, а мощности автомобильного генератора достаточно для продолжения разложения воды.
Сколотив на этой афере кое-какое состояние, Стэнли внезапно умер в ресторане в 1998 году. «Знающие люди» не сомневаются, что его отравили нефтяные магнаты и правительственные агенты.
А в 2006 году ирландская компания Steorn объявила о создании принципиально нового двигателя «бесплатной энергии» Orbo, главным элементом которого стали обычные магниты. Один из первых экземпляров пообещали установить на водяном насосе в некоей кенийской деревне. Демонстрация Orbo перед комиссией ученых, намеченная на июль 2007 года, не состоялась «по техническим причинам». Позже компания всё же пыталась выпустить своё чудо-творение на рынок, представляла его на суд учёных (которые объявили, что оно не работает) и закрылась в 2016 году. Многие считают, что эпопея с «вечным двигателем» была просто маркетинговым ходом.
EmDrive — ещё один пример «невозможного» двигателя, с медным резонатором в виде усечённого конуса и магнетроном. В большинстве исследований не удалось обнаружить заявленного эффекта
Подозрительные типы
Физики делят вечные двигатели на два типа.
Любая машина, получившая энергию, производит эквивалентную ей работу и (или) тепло. Если работы или тепла больше, чем энергии, мы имеем дело с вечным двигателем первого типа — самым популярным среди изобретателей. Представим, что какой-то мрачный гений поставил несбалансированное колесо на чудо-подшипник. Достаточно один раз толкнуть его — и оно должно крутиться, ускоряясь до тех пор, пока не разлетится на части. Это называется «нарушением закона сохранения энергии».
Двигатель второго типа полностью преобразует окружающее тепло в работу, игнорируя второе начало термодинамики. Сегодня высказываются предположения о том, что создание некоего подобия такого устройства все же возможно, если речь идет о преобразовании не просто тепла, а темной энергии или темной материи, из которой создана наибольшая часть нашей Вселенной.
Вечные двигатели в фантастике можно тоже поделить на четыре категории.
«Водопад» Эшера (1961). Вода вращает колесо, поднимается наверх и снова участвует в работе.
Самый простой вид вечного двигателя основан на неких магических эффектах. К примеру, в романах Уэллса упоминается чудо-материал «кейворит» с сильными антигравитационными свойствами. Если изготовить колесо, половина которого сделана из кейворита, оно будет крутиться с постоянным ускорением. В мирах фэнтези вечный двигатель не востребован, ведь вместо конструирования громоздкого механизма всегда можно сотворить перманентное заклинание (уборка помещения в диснеевском «Ученике волшебника», либо горшочек, варящий бесконечное количество каши в сказке Андерсена).
Вечный двигатель второго вида — «невозможный механизм» — действует с заведомым нарушением законов природы и имеет чисто умозрительный характер. Хорошим примером такой парадоксальной конструкции служит водяная мельница нидерландского художника Мориса Эшера (1898—1972).
К третьему — «субъективному» виду вечного двигателя относится агрегат, работающий так долго, что для практического опровержения его «вечности» не хватит даже нескольких человеческих жизней.
Источником энергии здесь обычно служат какие-либо «вечные» природные явления.
«Атмос». Заплатите свыше тысячи долларов и сэкономьте на батарейках.
Этот вид возможен не только в фантастике. Например, часы «Атмос» швейцарской фирмы Jaeger-LeCoultre работают от суточных колебаний температуры воздуха. Они заполнены этилхлоридом, который расширяется при нагреве и заводит пружину. Для минимизации трения крутильный маятник совершает лишь 1 оборот в минуту (в 150 раз медленнее, чем у обычных часов). Перепада в 1 градус достаточно, чтобы часы шли два дня. Теоретически, эти часы могут пережить не одного владельца. Но на практике гарантийный срок обслуживания разных моделей «Атмоса» составляет 20—30 лет.
Ещё один вид устройств, которые можно принять за вечный двигатель, — преднамеренно усложненные механизмы длительного действия, выполняющие какую-либо примитивную задачу. Обывателю трудно понять цель и принципы их работы.
Столкнувшись с таким «вечным двигателем», можно на 99% быть уверенным, что его «изобретатель» — жулик.
Чрезмерные усложнения конструкции нужны лишь для того, чтобы запутать наблюдателя и скрыть реальный источник движения (обычно — мощная пружина, спрятанная в пустотелой оси какой-либо шестеренки).
Бесконечное движение шарика по желобу «вибрационного механизма». «Изобретение» художника Рейдара Финсруда можно увидеть в его галерее в Осло.
Это интересно
Часы Артура Беверли.
В университете Отаго (г. Данидин, Новая Зеландия) находятся механические часы, построенные Артуром Беверли в 1864 году. Они заводятся от перепадов атмосферного давления и суточных температур. Часы работают уже 143 года. Этот эксперимент считается самым длительным в мире, однако термин «субъективный вечный двигатель» здесь неприменим. Их останавливали несколько раз для чистки, устранения поломок, а также в тех редчайших случаях, когда среднесуточная температура и давление были стабильны. Самыми старыми в мире работающими часами считаются куранты собора в Солсбери (Великобритания), установленные примерно в 1386 году.
Айзек Азимов не одобрял идею получения энергии из ничего. Он считал, что человечество будет развиваться, «сжигая» звезды. Вечно это длиться не может, однако писатель вышел из положения с присущей ему элегантностью: в рассказе «Последний вопрос» два пьяных техника задали суперкомпьютеру вопрос о том, как можно обратить энтропию вспять и продлить жизнь Вселенной (получив, таким образом, бесконечную энергию). Суперкомпьютер думал триллионы лет, постоянно эволюционируя, а в конце света, после тепловой смерти Вселенной, нашел ответ и сказал: «Да будет свет». Это можно понять следующим образом: энергия вечна, только вечно использовать ее нельзя. Рано или поздно все придется начинать с начала.
Существуют игры, позволяющие почувствовать себя сумасшедшим ученым, — например, The Incredible Machine (TIM) или Armadillo Run. Последняя якобы более реалистична, однако и в том, и в другом случае программы просчитывают физику таким образом, что умелый игрок может сконструировать вечный двигатель.
TIM и Armadillo Run.
* * *
Ничто не вечно, даже двигатели. Благородные безумцы древнего мира проектировали устройства, принципов действия которых они не понимали, и убеждали себя в том, что их машины будут работать вечно. Им на смену пришли ловкачи, проявлявшие чудеса изобретательности лишь в области сокрытия реальных источников энергии их двигателей. Сегодняшние непризнанные гении стремятся быть «ближе к народу», предлагая самый ходовой ресурс — бесконечное количество электроэнергии. А пока они доводят свои генераторы до ума, вы можете за несколько долларов купить на их сайте видеоролик, показывающий тестовую модель в работе. Раньше это было дешевле — посмотреть на колесо, крутящееся в амбаре, стоило лишь пару медных монет.
Наибольшая часть искренних попыток изобрести вечный двигатель приходится на людей без особых познаний в физике, но обладающих «золотыми руками» и страдающих от «творческого зуда». Интересно, что около трети из них — пенсионеры. В подавляющем большинстве случаев их проекты основаны на идеях вековой давности, причем авторы не ограничиваются одним «изобретением».
Озарение приходит к ним чуть ли не каждый день, поэтому революционные чертежи поступают в патентное бюро не единицами, а килограммами.
В каком-то смысле вечный двигатель действительно существует — в виде его вечных поисков. Он работает по замкнутому циклу: то, на чем обожглись средневековые естествоиспытатели, сегодня вновь красуется на испытательных стендах. Но, может быть, это и к лучшему, ведь однажды именно так был придуман паровой насос, а Архимед перед тем, как крикнуть «Эврика!», собирался всего лишь помыться.
Стоит ли изобретать вечные двигатели? – Энергетика и промышленность России – № 10 (14) октябрь 2001 года – WWW.EPRUSSIA.RU
Газета “Энергетика и промышленность России” | № 10 (14) октябрь 2001 года
Среди большого и все возрастающего по численности племени изобретателей всегда находятся увлеченные мечтатели или максималисты, которые пытаются сотворить ни много ни мало эликсир бессмертия и вечной молодости, некий философский камень и вечные двигатели.
Кстати, последние часто называют «перпетуум-мобиле», поскольку это слово произошло от латинского perpetuum mobile, что означает вечно движущееся или вечный двигатель. Истории известны многие тысячи таких «открытий» и связанных с ними судеб их неистово увлеченных авторов, наполненных радостями творчества, восторгами полученных сопутствующих побочных результатов и горькими разочарованиями за несостоявшиеся результаты.
Да, пока еще никому не удалось сконструировать вечный двигатель и составить рецепт эликсира бессмертия. Но при этом сам собой напрашивается вопрос учебника: так стоит ли вообще тогда заниматься изобретением «вечного» двигателя? Поначалу так и хочется сказать – не стоит, не надо терять время на их поиск и создание! Но многовековая мировая и отечественная история работы над «вечным» двигателем не позволяет нам дать такой скоропалительный, а может быть, и легкомысленный ответ.
Если мы обратимся с этим вопросом к популярным книгам и сугубо научным историческим источникам, к простым безвестным инженерам или известнейшим мэтрам науки, то мы никогда не получим на него однозначного ответа.
Не будем спешить с ответом и мы и поглубже вникнем в эту бессмертную творческую и философскую проблему.
Вначале была алхимия
Одними из первых, кто открыл эпоху создания «вечных двигателей», были алхимики (здесь под термином «вечный двигатель» мы подразумеваем не только техническое устройство, а любой объект творческой и изобретательской деятельности,
Еще с времен средневековых алхимиков, открывших в поисках «философского камня» много новых и ценных химических веществ, история хранит немало примеров, когда азартная погоня за призраком приводила к важным изобретениям, не имевшим иногда никакой видимой связи с намерениями искателей. Так, американский наборщик Хьятт, обуреваемый благим желанием искусственно создать слоновую кость для бильярдных шаров (за это была обещана огромная премия), изобрел в 1863 году первую в мире пластмассу, которая под именем целлулоида получила широчайшее применение и быстро разошлась по белу свету.
Но следует ли отсюда, что многие изобретатели просто счастливчики, которым случайно повезло? Навряд ли это так!
Вспомним, что любой творческой находке предшествует обычно довольно длительная, порой мучительная стадия поисков. Еще задолго до успеха изобретатель как бы настроился на верный результат. Такое сосредоточенное, вдохновенное состояние, по-видимому, резко обостряет способность нашего мозга находить и анализировать нужную информацию.
Свою задачу алхимики усматривали в содействии с помощью некоего эликсира бессмертия, философского камня естественному взрослению металлов, которые проходят те же, что и человек, ступени судьбы. Заветная цель – вырастить из недозрелых состояний – зрелые, из неблагородных металлов – благородные (из меди – золото, из железа – серебро).
Сейчас нам очевидно, что это была чистая утопия. Но, овладев умами пионеров, алхимиия увлекла их жаждой поиска и проложила первые тропинки к большой и истинной науке. Расцвет алхимии пришелся на 15 – 17-й век, и это как раз в то время, когда она жестоко преследовалась Церковью. Многие ученые того времени, обвиненные в занятиях черной магией и распространении учения сатаны, закончили свою жизнь в тюрьмах и даже были казнены.
В то же время алхимия помогла людям открыть немало секретов природы, принесших пользу человечеству. Люди научились делать сплавы, различные красители, стекло.
Немецкий алхимик Бранд, пытаясь добыть философский камень, открыл новый химический элемент фосфор. В другое время немецкие же алхимики «варили» (в 1710 году) в одной из примитивных лабораторий золото. Естественно, что это им сделать не удалось, зато они изобрели фарфор знаменитой саксонской марки.
Perpetuum mobile какой он есть
Одно из направлений поисков творцов, энтузиастов и упорных изобретателей – это создание, разработка «абсолютного двигателя», «вечного двигателя», который, будучи однажды запущен в действие, совершал бы работу неограниченно долгое время без привлечения энергии со стороны.
Первое упоминание о вечном двигателе ученые обнаружили в древней санскритской рукописи «Сиддхантасиромани», написанной великим индийским математиком Бхаскаром примерно в 1150 году.
В этой книге рассказано о колесе, которое имело специальные полости, заполненные ртутью. Утверждалось, что если такое колесо закрепить на оси и придать ему первоначальное вращение, то оно в дальнейшем будет вращаться вечно.
Аналогичное колесо было описано и в астрономическом кодексе короля Кастилии Алфонса Великого, относящемся к 1272 году.
В арабской рукописи 1200 года, написанной Фахр ад дин Ридвана бен Мухаммедом, изложено три разных конструкции вечных двигателей.
Изыскания в этой области особенно активизировались в 16-м веке, когда началось бурное развитие машинного производства.
В изданной в начале этого века книге итальянского врача, философа и алхимика Марко Антонио Зимара «Пещера медицинской магии» описана «вечная ветряная мельница». Этот изобретатель предложил поставить напротив лопастей колеса ветряной мельницы кузнечные меха (воздушные насосы), приводимые в действие самим колесом. Зимара, по-видимому, был уверен, что воздух, выходящий из мехов, способен вращать то же самое мельничное колесо, которое и приводит в движение эти меха.
В литературных источниках тех времен содержатся описания «вечных двигателей», основанных на использовании энергии воды. Основным элементом таких двигателей являлся спиральный водяной подъемник, так называемый, архимедов винт. При этом идея вечного движения казалась чрезвычайно простой: архимедов винт поднимает воду из резервуара на какую-то высоту, эта вода падает на лопасти водяного (мельничного) колеса, которое при этом вращается и, в свою очередь, приводит в движение архимедов винт.
Гипотеза создания идеально экономичной машины занимала тогда и сейчас занимает умы не только мечтателей – самоучек, но и умы многих видных ученых. Понятно, что вечный двигатель так и остался «работающим» лишь в воображении его творцов. Хотя их замыслы и были утопичны, попытки материализовать идею, споры вокруг нее принесли немало интересных теоретических и конструктивных решений, позволили выявить новые закономерности, увидеть ранее неизвестные процессы.
Приведем исторический факт, произошедший с нидерландским математиком С.
Стевиным в 1857 году. Работая над вечным двигателем, он поставил такой эксперимент. Соединив 14 шаров в одну цепь, он накинул ее на трехгранную призму в надежде, что шары, скатываясь по наклонной грани, вовлекут в движение всю цепь и создадут за счет этого непрерывное ее вращение. Но, несмотря на страстное желание изобретателя, шары не захотели непрерывно вращаться, а неподвижно зависали в накинутом на призму положении. Зато эта неподвижная система навеяла ему идею равновесия. Данный результат и вошел в научную терминологию как закон равновесия сил на наклонной плоскости.
Рассмотрим исторические примеры некоторых вечных двигателей.
Мнимый самодвижущийся механизм – один из древнейших проектов вечного двигателя. В его теле имеется ряд улиткообразных камер, в каждую из которых помещен тяжелый груз-шар. Изобретатель воображал, что шары с одной стороны колеса (например, с правой) всегда находятся ближе к краю обода колеса, чем с левой, и своим весом заставят колесо бесконечное время вращаться, стоит лишь один раз подтолкнуть его в направлении движения по часовой стрелке.
Этот пример пришел в нашу литературу из Западной Европы. Однако нечто подобное имело место и в практике российских изобретателей – самоучек. Интересный эпизод неудачной демонстрации такого вечного двигателя можно найти в рассказе нашего соотечественника – писателя Н.Е.Петропавловского с символическим названием «Perpetuum mobiliе». Вот как он образно рассказывает об изобретателе – крестьянине из Пермской губернии Лаврентии Голдыреве, изображенном в этом рассказе под псевдонимом Пыхтин.
«Перед нами стояла странная машина больших размеров, с первого взгляда похожая на тот станок, в котором подковывают лошадей; виднелись плохо тесаные деревянные столбы, перекладины и целая система колес, маховых и зубчатых; все это было неуклюже, не обстругано, безобразно. В самом низу, под машиной, лежали какие-то чугунные шары; целая куча этих шаров лежала и в стороне.
– Это она и есть? – спросил управляющий.
– Она – с…
-Такое чудовище! Ты бы хоть немного обтесал ее.
– Да, она точно… не обтесана малость.
– Что же, вертится она? – спросил управляющий.
– Как же, вертится…
– Да у тебя есть лошадь, чтобы вертеть-то ее?
– Зачем же лошадь? Она сама, – отвечал Пыхтин и принялся показывать устройство чудища.
Главную роль играли те чугунные шары, которые были сложены тут же в кучу.
– Главная сила в этих вот шарах… Вот глядите: наперво шар бухнется на этот черпак… отсюда свистнет, подобно молнии, вон по этому желобу, а там его подденет тот черпак, и он перелетит, как сумасшедший, на то колесо и опять даст ему хорошего толчка, – такого то есть толчка, от которого он зажужжит даже… А пока этот шар лежит, там уже свое дело делает другой… Там уж он опять летит … бросится на тот черпак, перескочит на то колесо и опять р-раз! Так и далее. Вот она в чем штука- то … Вот я пущу ее…
Пыхтин торопливо метался по сараю, собирая разбросанные шары.
Наконец, свалив их в одну кучу подле себя, он взял один из них в руку и с размаху бухнул его на ближайший черпак колеса, потом быстро другой, за ним третий… В сарае поднялось что-то невообразимое: шары лязгали о железные черпаки, дерево колес скрипело, столбы стонали. Адский свист, жужжание, скрежет наполнили полутемное место …
Как нам нетрудно догадаться, машина вращалась до тех пор, пока изобретатель продолжал подбрасывать все новые и новые шары. Сила их удара и вес были единственным источником работы мнимого вечного двигателя. И Пыхтин невольно сказал правду, что «главная сила в этих вот шарах».
Рассказывают, что позднее изобретатель глубоко разочаровался в своем детище, когда он представил его на промышленную выставку в Екатеринбург и впервые увидел настоящие действующие машины. Когда посетители выставки попросили его рассказать об изобретенной им «самодвижущейся машине», он в отчаянии произнес: – «Да ну ее к шуту! Прикажите изрубить ее на дрова …»
Безобидным представляется использование «вечных двигателей» в рекламных целях.
Об одном из таких примеров их «применения» рассказал автор широко известных и увлекательных книг по физике, астрономии и математике Я.И.Перельман. В одном из крупных кафе в Лос-Анджелесе (Америка) для привлечения внимания публики на входной гигантской рекламе был установлен «вечный двигатель» в виде колеса с перекатывающимися шарами. Этот двигатель незаметно приводился в действие искусно скрытым электродвигателем, хотя всем прохожим и посетителям казалось, что колесо двигают перекатывающиеся в прорезях тяжелые шары. Рабочие – слушатели школы Я.И. Перельмана – были страшно поражены увиденным и не хотели верить доказательствам учителя о невозможности вечных двигателей. Учителя выручило только то, что в городе в выходные дни электрическая сеть полностью отключалась. Зная об этом, он посоветовал слушателям наведаться к витрине в эти дни. Последовав его совету, они увидели, что по выходным дням двигатель не работал и предусмотрительно прикрывался занавеской. И за счет этого, как шуточно пишет автор, закон сохранения энергии вновь завоевал доверие слушателей.
Важно отметить, что открытиями вечных двигателей, как правило, занимаются «бессребреники», т.е. люди, которые это делают не ради корысти, не ради денег, не ради золота, а в силу своей творческой увлеченности, своего новаторского призвания. Яркой иллюстрацией сказанного может служить ученый – алхимик Бертольд, описанный А.С.Пушкиным в его прозаическом произведении «Сцены из рыцарских времен». Бедный ученый Бертольд делает бесконечные опыты по получению золота из разных химических элементов. Его многообещающие опыты поддерживает кредитами богатый купец Мартын в надежде на успех изобретателя. В одном из диалогов между ними Мартын спрашивает: «Если твой опыт тебе удастся и у тебя будет золота и славы вдоволь, будешь ли ты наслаждаться жизнью?» В ответ ему Бертольд говорит: «… Займусь еще одним исследованием. Мне кажется, есть средство открыть перпетуум-мобиле. Если найду вечное движение, то я не вижу границ творчеству человеческому. Видишь ли, добрый мой Мартин, делать золото задача заманчивая, но найти перпетуум-мобиле… О!» Как говорится, комментарии здесь излишни. Можно лишь при этом упомянуть, что А.С.Пушкин написал это произведение под впечатлением незадолго до этого (в 1834 году) изобретенного в Санкт-Петербурге академиком Борисом Семеновичем Якоби, которого он знавал лично, первого электрического приводного двигателя. Этот двигатель, питающийся на постоянном токе от батареи Вольта, настолько поразил своей новизной и оригинальностью просвещенных современников, что они долгое время называли его «перпетуум-мобиле».
Прослеживая историю, можно заметить, что одни изобретатели и ученые горячо верили в возможность создания вечного двигателя, другие – упорно сопротивлялись этому, отыскивая все новые истины. Галилео Галилей, доказывая, что любое имеющее тяжесть тело не может подняться выше того уровня, с которого оно упало, открыл закон инерции. Таким образом, польза для науки шла как со стороны верующих, так и неверующих. Известный физик, академик Виталий Лазаревич Гинзбург считал, что по существу идея вечного двигателя была научной. Плохо ли, хорошо ли, но она готовила благодатную почву грядущим естествоиспытателям для постижения более высоких истин. Как хорошо сказал томский профессор, философ А.К.Сухотин: «…неуклонно подогревая интерес, идея вечного двигателя стала своего рода идейным двигателем вечного сгорания, подбрасывающим свежие поленья в топки ищущей мысли».
Тем временем, из-за большого числа заявок изобретателей на выдачу патентов на придуманные ими вечные двигатели, ряд национальных патентных ведомств и академий наук зарубежных стран (в частности, Парижская академия наук приняла запрет еще в 17-м веке) приняли решение вообще не принимать к рассмотрению заявки на изобретения абсолютного двигателя, поскольку это противоречит закону сохранения энергии.
Всемирно известный в области механики советский академик Борис Викторович Раушенбах считает такие решения научных организаций ошибочными и вредными для дальнейшего развития науки. Он утверждает, что наука должна глубоко исследовать, доказывать и терпеливо разъяснять, а не пресекать и, тем более, не запрещать любые изобретения («не накидывать уздечку на исследовательскую активность, куда бы она ни расходовалась»). Понятно, что принцип сохранения энергии никакими конструкциями вечных двигателей не поколебать, но возможны уточнения, выяснение сфер его применения и пересечения с другими физическими принципами. Открылось же, например, что этот закон комбинируется с законом сохранения массы, и такое проявление пошло на пользу более глубокого осмысления этих двух законов.
Авторы полностью разделяют это мнение и считают, что объектом изобретательской и творческой деятельности может быть любой объект и даже перпетуум-мобиле, «вечный двигатель». Главное, при этом не надо бояться прослыть чудаком. «Чудаки, – говорил великий русский писатель Алексей Максимович Горький,- украшают мир!».
А вдруг?..
Живет в Самаре интереснейший человек – изобретатель Александр Степанович Фабристов, которому ныне перевалило за 80 лет. Еще в молодости он увлекся идеей вечного двигателя, много сочинил его конструкций, создал много образцов, но все неудачно. И только лет 10 назад создал наконец устройство, которое он называет «вечный двигатель» и которое, как он убежден, способно вырабатывать «бесплатную» энергию только за счет сил гравитации. Его устройство не так уж хитро по конструкции и состоит из 8 металлических «стаканов», укрепленных на крестовине, из свинцовых уголков, храповиков и двух шестеренчатых дуг. «Стакан», прикрепленный к крестовине, движется по кругу, проходит через одну дугу – угольник внутри перемещается, и силовое плечо становится больше. Проходит через другую – угольник встает на прежнее место. Так что получается, что у четырех «стаканов» с одной стороны масса значительно больше, чем у стаканов с другой, из-за действия сил гравитации. К сожалению, его «вечный двигатель» не запатентован, и не апробирован, так как и наш российский институт патентной экспертизы не принимает к рассмотрению проекты таких двигателей.
Создать же опытный образец изобретателю – одиночке не под силу, а промышленным предприятиям вроде бы и неприлично заниматься разными выдумками. А ведь, по идее, это экологически чистый двигатель, не портящий ландшафт и природу, не загрязняющий атмосферу. Кстати, будет занимательно узнать, что недавно автор непризнанного изобретения сочинил стихи о вечном двигателе, а его товарищ по хору (где он поет в клубе ветеранов Пушкинского дома) положил эти стихи на музыку.
Гении и мошенники изобретают Perpetuum Mobile – Энергетика и промышленность России – № 05 (145) март 2010 года – WWW.EPRUSSIA.RU
Газета “Энергетика и промышленность России” | № 05 (145) март 2010 года
Интересно поразмышлять над судьбой машины, которая никогда не была и не будет построена, – вечного двигателя. Казалось бы, зачем рассуждать о тщетном стремлении человека решить проблему вечного движения? В эпоху научно-технической революции этим вопросом, ответ на который давно известен, уже никто всерьез не интересуется. Безуспешные попытки создания подобной машины, служившие в недавнем прошлом предметом жарких научных дискуссий, давно миновали бурный период своего расцвета и, в конце концов, полностью осужденные современным развитием науки и техники, оказались навсегда отвергнутыми как следствие человеческих заблуждений.И все таки, действительно ли эта проблема целиком принадлежит прошлому? Всем ли ясна мысль о неосуществимости вечного движения и невозможности построить Perpetuum Mobile?
Возможно ли чудо?
Ученые-статистики и картотеки патентных бюро свидетельствуют, что далеко не все настолько скептичны. С незапамятных времен в человеческом характере были скрыты стремление и потребность исследовать, изобретать, строить новые машины, решать сложные и запутанные проблемы. Если начать перелистывать увесистые тома технических энциклопедий, то может показаться, что нынешнее время со всеми своими невероятно хитроумными машинами почти не оставляет человеку возможностей для исследования не решенных пока задач. И все таки на свете всегда находится достаточно людей, которые, отвергая всеобщие законы механики и физики, неустанно продолжают свои несчетные попытки изобрести машину всех машин – вечный двигатель.
С психологической точки зрения идея вечного движения всегда была крайне заманчива: ведь практическая реализация искусственно созданного замкнутого энергетического цикла, несомненно, привела бы к эпохальному перевороту в науке и технике с глубокими общественно-экономическими последствиями.
Кроме отрицания современных физических теорий, это означало бы, что построенный вечный двигатель стал бы первой в мире машиной с идеальным рабочим циклом. Его совершенство и максимальная эксплуатационная экономичность оказали бы огромное влияние на развитие мировой экономики. Человечество навсегда избавилось бы от страха перед нехваткой энергии, который неумолимо преследует его сегодня. Тем самым разработка такого реального вечного двигателя затмила бы все сделанные до сих пор изобретения и открытия.
Современная классификация
Сегодня существует даже классификация вечных машин: вечный двигатель первого рода – это двигатель, способный бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов, но его существование противоречит первому началу термодинамики. Согласно закону сохранения энергии, все попытки создать такой двигатель обречены на провал. И вечный двигатель второго рода – воображаемая машина, которая, будучи пущена в ход, превращала бы в работу все тепло, извлекаемое из окружающих тел. Но это противоречит второму началу 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 ученых не остается никаких сомнений в том, что данные постулаты верны, а создание вечного двигателя невозможно.
Родом из Индии
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 века, хранящихся в Лейдене, Готе и Оксфорде. В настоящее время прародиной первых вечных двигателей по праву считается Индия.
Так, Бхаскара в своем стихо-творении, датируемом примерно 1150 годом, описывает некое колесо с прикрепленными на-
искось по ободу длинными, узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Принцип действия этого первого механического вечного двигателя 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. Гравюра с чертежом вечного двигателя была найдена и среди рисунков Леонардо да Винчи.
Тайна Бесслера
Высшей точки развития механические вечные двигатели достигли благодаря Иоганну Эрнсту Элиасу Бесслеру (1680 1745). Жизнь Бесслера, славившегося дурным характером, является хорошей иллюстрацией полезности патентного права. Свой вечный двигатель изобретатель хотел продать за сто тысяч талеров (около двух с половиной миллионов долларов по сегодняшнему курсу) и никому не соглашался раскрыть секрет изобретения до продажи. При малейшем подозрении, при малейшем намеке на то, что секрет хотят похитить, Иоганн Бесслер уничтожал чертежи и прототипы и переезжал в другой город. Немудрено, что многие считали его мошенником или безумцем.
Однако если Бесслер и был мошенником, то мошенником гениальным. Но при этом неудачливым. Хотя изобретатель никому не позволял заглянуть внутрь сконструированных им механизмов, он охотно показывал свои двигатели и даже устраивал публичные демонстрации. В 1719 году Бесслер под псевдонимом Orffyreus публикует трактат «Perpetuum Mobile Triumphans», в котором, в частности, утверждает, что ему удалось создать «мертвую материю, которая не только двигает себя, но может использоваться для поднятия весов и выполнения работы». Двумя годами раньше прошла самая впечатляющая демонстрация изобретения Бесслера. Вечный двигатель с диаметром вала больше 3,5 метра был приведен в действие 17 ноября 1717 года. В этот же день комната, в которой он находился, была заперта, и открыли ее только 4 января 1718 года. Двигатель все еще работал: колесо крутилось с той же скоростью, что и полтора месяца назад.
За семь лет активных экспериментов (1712 19) Бесслер построил более трехсот прототипов двух моделей вечного двигателя. В первых прототипах колесо вращалось только в одну сторону, и, чтобы его остановить, требовалось приложить значительные усилия, в поздних – вал мог крутиться в любом направлении и останавливался довольно легко. Любая из конструкций Бесслера не просто находилась на энергетическом самообеспечении. Энергии хватало и на то, чтобы выполнять какую нибудь работу: например, поднимать тяжести.
Изобретатель несколько раз безуспешно пытался продать свое творение, замаскировав его под более привычные для обывателя устройства (самоиграющий орган, неиссякающий фонтан и т. д.) В дальнейшем Бесслер уничтожает все построенные прототипы. Принципы действия двигателей Бесслера точно не известны. Был ли Бесслер мошенником, гениальным инженером или безумцем, наверное, уже не узнать. Тем не менее и сегодня многие верят, что Иоганну Бесслеру удалось в начале XVIII века построить вечный двигатель, тайна которого канула в Лету вместе со своим создателем. Энтузиасты внимательно изучают сохранившиеся документы, пытаясь найти в них зашифрованные инструкции, и обмениваются между собой гипотезами о том, за счет чего вертелись колеса двигателей Бесслера.
Самые неудачные конструкции
На рисунке 1 показана одна из древнейших конструкций вечного двигателя. Она представляет собой 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 соответствии 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, то оно останется неподвижным: причина 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 рисунке 2 показано устройство еще 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 колесами, 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, приведенной 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.
Что в итоге?
Вечный механизм остается романтической мечтой подвижников, пытавшихся дать человечеству беспредельную власть над природой. Сотни, тысячи прожектов, так никогда не осуществленных. Хитроумные механизмы, которые, казалось, вот-вот должны были заработать, но почему то оставались в неподвижности. Разбитые судьбы фанатиков, обманутые надежды меценатов…
Видимо, в самой идее вечного двигателя кроется какая то тайна, что то, что заставляет людей искать и искать его секрет. Несмотря на то что еще в 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать заявки на патентование вечного двигателя из за очевидной невозможности его создания (в Российской Федерации заявки на патентование вечного двигателя не рассматриваются).
Вечный двигатель второго рода
ПОЛНОЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОАНИЕ ВОЗМОЖНО ЛИШЬВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ВТОРОГО РОДА !
Вечных двигателей не бывает, это моё твёрдое убеждение. Но не существует и запрета на преобразование энергии с кпд близким к 100%, по крайней мере, на современном уровне, этого ещё, ни кто не доказал. В пользу сказанного, говорят практически достигнутые результаты по преобразованиям механической энергии в механическую же энергию, или же электромеханические преобразования. Достигнутые, в них, на сегодня кпд порядка 97-98% , давно должны были насторожить современных учёных и заставить их усомниться в, декларируемой Карно, ущербности термодинамических преобразований. Жалкая попытка научного обоснования получающегося низкого кпд , так называемых тепловых двигателей, теплородиста Карно, антинаучна в своих основах. Более того, в описании своего знаменитого цикла, Карно допускает, несколько, противоречащих самому себе выводов и противоречащих здравому смыслу умозаключений. Может быть причина низкого кпд, при термодинамических преобразованиях энергии, заключается в несовершенстве выбранного способа? Был ведь период времени, к примеру, когда лампы накаливания считались пределом совершенства, теперь же , когда мы чуточку разобрались в физике преобразования химической, электрической, электромагнитной энергии в эл.магнитное излучение видимого(и не только) спектра, появились лазеры, светодиоды, а эл.лампы накаливания уже сами стали полным отстоем в своей области. Может быть нам хотя бы усомниться во всемогуществе термодинамики? Ведь, до настоящего времени, человечество применяло, практически, лишь один единственный способ, способ перепада давлений. Он использован во всех двигателях от паровозного до ракетного, в доказательство сказанного могу предложить, сомневающимся, обеспечить подачу в рабочие камеры всех, известных двигателей, обыкновенного сжатого воздуха, с параметрами давлений рабочего тела и они будут работать. Но не будем забегать вперёд, рассмотрим всё по порядку. На сегодня мы имеем три основных интерпретации второго начала термодинамики:
1.Не возможен процесс, при котором теплота, переходила бы самопроизвольно, от тел более холодных к телам более нагретым. Р. Клаузиус(1850)
2.Невозможно построить периодически действующую машину, вся деятельность которой сводилась бы к совершению механической работы и соответствующему охлаждению теплового резервуара. У.Томпсон (Кельвин)(1851).
3.Энтропия как функция беспорядка, в замкнутых системах может только возрастать.
1.Рассмотрим первую формулировку. Начнем с понятия ‘теплота’, как видим оно применено как имя существительное, с явно сопутствующими вещественными свойствами, всё как понимал и завещал Карно. С таким наследием мы переходим в третье тысячелетие???
Общепризнано атомно-молекулярное строение материи. Разработана и почитаема молекулярно-кинетическая теория. МКТ объясняет тепловые явления как проявление кинетической энергии хаотического движения молекул. НЕТ теплорода, тепла, теплоты. Нет и тепловой энергии вне молекул. Есть кинетическая энергия молекул как мера движения молекул. Материальны сами молекулы и их движение. Именно вещественность тепла, теплоты, провозглашенная Карно, требует определения направления ее перемещения. В МКТ превалирующая энергия молекул с высокотемпературных участков распространяется на низкотемпературные участки пространства. Теплообмена не существует, как и тепла. Не ясна цель моих высказываний? Воздух из поврежденной автомобильной камеры самопроизвольно распространится в окружающее пространство, но автомобильная камера не может самопроизвольно накачаться воздухом окружающей среды. И ни какого ‘пневмообмена’. Это неоспоримо, это ‘ежу понятно’. Заметьте, безо всякого ‘второго начала пневматики’, а всё потому, что нам не затуманили голову ‘вещественным пневмородом’, а дали физику возникновения давления газа без идеалистического искажения.
Превалирующая энергия молекул области пространства распространяется, рассеивается, в области ее относительного недостатка. НЕ теплообмен, ни в коем случае! Областям с недостатком отдавать нечего, они принимают избыток энергии молекул распространяющийся из областей с превалирующей энергией. Когда мы уясним, что нет теплоты, нет и теплообмена, станет явной никчемность этой формулировки второго начала. Но самое главное, мы только с этого момента освободимся от теплородного наследия термодинамики, вещественности теплоты.
Для этого не нужны знания ‘высоких материй’, нужно лишь последовательно во всём разобраться, сопоставлением всех аргументов, раз и навсегда и никогда не возвращаясь к ранее отвергнутому. Как, например, поступили с геоцентрической моделью вселенной. У нас же получилось примерно так: ‘земля на трёх китах это глупость:.это вселенная, с её галактиками, она точно на трёх китах’.
Резюме этому рассуждению: указанная формулировка второго начала, дана теплородистами для выхода из тупиковой ситуации, куда их завела вещественность тепла и теплоты. Для МКТ это ‘пятое колесо’ и нужно не более чем выше описанный закон пневматики.
2. Вторую формулировку считают аналогом первой. Позвольте не согласиться. То, что нарушение ‘постулированного направления движения теплоты’, позволило бы создать в.д. второго рода это логично. Но на каком основании мы утверждаем, что если не нарушить этого постулата то в.д. второго рода не создать, лично для меня огромная загадка. Предположим, что невозможность полного преобразования мы найдём в постулатах и цикле Карно. Пробежимся указочкой по строкам описания цикла Карно. Небольшое авторское пояснение, несмотря на то, что я в принципе не приемлю теплородистких, тепло вещественных позиций, а именно из них сложено всё описание, я тем не менее беру без каких либо изменений первоисточное изложение.
‘Карно цикл, обратимый круговой процесс, в котором совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту).’
Теплота не вещественна, поэтому я бы предложил говорить о следующем. Термодинамическое преобразование энергии это процесс превращения кинетической энергии молекул рабочего тела(р.т.), в кинетическую энергию движущихся частей машины или наоборот.
‘Р.т. последовательно находится в тепловом контакте с двумя тепловыми резервуарами(имеющими постоянные темп-ры) – нагревателем(с темп-рой Т1) и холодильником (с темп-рой Т 2 < T1). Превращение теплоты в работу сопровождается переносом рабочим телом определённого кол-ва теплоты от нагревателя к холодильнику.’
Ничего ни куда не переносится, не обязательны ни тепловые контакты, ни разность температур. Для совершения термодинамического преобразования сразу обозначим, первого рода, т.е. единственного его вида применённого во всех известных ныне, так называемых, тепловых двигателях, необходимым условием является наличие разности давлений р.т. между рабочей зоной и зоной сброса р.т. Достаточными условиями является: а) перепад давления должен соответствовать возникающей результирующей, величина которой должна быть больше или равна величины противодействующих сил сопротивления, в числе которых – снимаемое усилие; б) принимающее энергию тело (поршень, ротор турбины или масса самой ракеты) должно находиться в движении. Это всё!
Вы возразите, как же? Двигатель то, тепловой. Во-первых, из выше сказанного следует, что он в первую очередь пневматический. Нагрев р.т. используется лишь для создания превалирующего давления р.т. и является, наиболее эффективным методом его создания. Подайте вместо р.т. сжатый воздух и любой известный ‘тепловой двигатель’ будет работать. Декомпрессия остановит любой ‘тепловой двигатель’. Кто-либо пытался проанализировать этот факт? Если в цилиндре с поршнем, р.т. будет иметь давление 1атм, то поршень не шелохнется в среде выброса с давлением 1атм, даже если температура р.т. внутри него будет больше15000. И наоборот, если температура в цилиндре будет равна температуре атмосферы, но давление р.т. будет удовлетворять сформулированному необходимому и достаточным условиям, то поршень будет выдвигаться и процесс т.д. преобразования происходить. Этот вывод вообще следует из элементарной формулы действующих на поршень сил, со стороны р.т. и со стороны атмосферы: F = Fр.т.- Fатм. = Pр.т.*Sпоршня – Pатм.*S поршня = Sпоршня ( Pр.т. -Pатм.).
Где вы видите прямую зависимость сил от температуры?
Перейдём к просмотру самого цикла:
‘Р.т. (например пар в цилиндре под поршнем) при температуре Т1 приводится в соприкосновение с нагревателем и изотермически получает от него кол-во теплоты δQ1 (при этом пар расширяется и совершает работу) , этому соответствует отрезок изотермы АВ.’
Вы не забыли температуру этого нагревателя? Вернитесь наверх – Т1, так и есть. И как Вы собрались передавать теплоту от нагревателя с температурой Т1 рабочему телу с Т1? Не могу не сделать ‘лирического отступления’, ибо меня часто упрекают в непочтительном отношении к Карно, поэтому хочу внести ясность в этом вопросе. Это предложение человека с планеты ‘Ниберу’? Землянам, допускающим такой процесс, я предлагаю, с чайником воды, имеющим температуру 1000С, войти в сауну с температурой 1000С. Как закипит, звоните, я прилечу с 1*106баксов, для торжественного вручения Вам. Я бы хотел посмотреть, вживую, на землянина обогревающего свое жилище с Т=200, радиаторами с Т=200, звоните, доставьте удовольствие. Кстати, не забывайте, процесс этого квазистатического изотермического преобразования применён светилами науки в двигателях! Не забыли сколько оборотов совершают двигатели в секунду? Я напоминаю для укрепления вашей уверенности в выборе квазистатических процессов для описания их работы. Но это не всё, это всего лишь здравый смысл. На самом деле всё ещё хуже, Карно…
Лженаука и аферисты. Вечный двигатель / Хабр
Патенты США• 3913004 от 14 октября 1975, Метод и аппаратура для увеличения электрической мощности, Роберт Александер.
• 4975608 от 4 декабря 1990, Мотор с переключаемым магнитным сопротивлением, Гарольд Аспден.
• 5288336 Преобразователь тепла в электричество, Гарольд Аспден.смотри также патенты номер 5,065,085 и 5,101,632
• 4622510 от 11 ноября 1986, Параметрическая электромашина, Фердинанд Кап.
• 2912244 от 1959 года, Гравитационная система, Отис Карр.
• 4006401 от 1 февраля 1977, Электромагнитный генератор, В Ривас.
• 3811058, 3879622 Моторы на постоянных магнитах.
• 2982261 Воздушный мотор Мак Клинтока.
• 4595843 от 17 июня 1986, Трансформатор вращающегося магнитного потока с сердечником с низкими потерями, Роберт Дель Вечио.
• 4567407 от 28 января 1986, Мотор — альтернатор, Джон Эклин.
• 3368141 от 6 января 1968, Трансформатор в сочетании с постоянными магнитами, Карлос Гарон.
• 3890548 от 17 июня 1975, Мотор с пульсирующим конденсаторным разрядом, Эдвин Грей.
• 4595852 от 17 июня 1986, Электростатический генератор, Роберт Гандлах.
• 4831299 от 16 мая 1989, Униполярный генератор переменного тока, Енакиши Хайсака.
• 4249096 от 3 февраля 1981, Электрическое динамо, Барбара Никокс.
• 3610971 от 5 октября 1971, Электродвижущий генератор электрического поля, Виллиямс Купер.
• 4897592 от 30 января 1990, Система, создающая мощность из энергии электростатического поля, Виллиямс Хайд.
• 4151431 от 24 апреля 1979, Мотор с постоянными магнитами, Говард Джонсон.
• 4806834 от 21 февраля 1989, Электрическая цепь индуктивных проводников, трансформаторов и моторов, Эрл Кениг.
• 3374376 от 19 марта 1968, Электрический генератор, Раймонд Кромри.
• 3977191 от 31 августа 1976, Источник мощности… Роберт Бритт.
• 3670494, Метод конвертирования атомной энергии в полезную кинетическую энергию.
• 4428193, Система извлечения полезной работы из топлива. В качестве топлива используется смесь инертных газов, циркулирующая в закрытой системе.
• 4709323 от 24 ноября 1987, Конвертор параллельного резонанса, Чарльз Лиен.
• 5146395 от 8 сентября 1992, Источник мощности, использующий две накопительные цепи, Ричард Мак Ки.
• 4210859 от 1 июня 1980, Индуктивное устройство, имеющее две ортогональные обмотки, Пауль Мерестский.
• 4500827 от 19 февраля 1985, Линейный электрический генератор, Томас Мерит.
• 4904926 от 27 февраля 1990, Электрический генератор магнитного движения, Марио Пацишинский.
• 4945273 от 31 июля 1990, Высокоэффективная электрическая машина, Джозеф Пинкертон.
• 4883977 от 28 ноября 1989, Преобразователь магнитной мощности, Деннис Реган.
• 4077001 Электромагнитный преобразователь со стационарными элементами, имеющими изменяемое магнитное сопротивление, Франк Ричардсон.
• 5018180 от 21 мая 1991, Конверсия энергии, использующая заряд высокой плотности, Кеннет Шолдерс.
• 4652771 от 24 марта 1987, Трансформатор с колебаниями магнитного потока, Теодор Спич.
• 4772816 от 20 сентября 1988, Система конверсии энергии, Джефри Спенс.
• 4748311 от 31 мая 1988, Инвертор с источником мощности для прерывателя параллельной резонансной цепи, настроенной на удвоенную частоту прерывателя, Фридрих-Вернер Томас.
• Международный патент H02K 31/00, 39/00 от 24 июня 1982, Замкнутая часть униполярной машины, Адам Тромбли.
• 4835433 1987 год, Аппаратура для непосредственного преобразования энергии радиоактивного распада в электрическую энергию, Браун П.М.
• Патенты США по электрогравитации: 1363037 Goddard 21 Декабря 1920; 2004352 Simon 11 Июня, 1935; 2210918 Karlovitz 13 Августа, 1940; 2588427 Stringfield 11 Марта, 1952; 2231877 Bennet 18 Февраля 1941; 2279586 Bennet 14 Апреля 1942; 2305500 Slayter 15 Декабря 1942.
• Английский патент номер 300,311 от 15 Августа 1927, Устройство для производства силы или движения при помощи электродов, Таунсенд Браун.
• Французский патент номер 1003484 от 11/1951 года.
Электрогравитация.
• 3187206 от 1 июня 1965, Электрокинетическая аппаратура, Таунсенд Браун.
• 3022430 от 20 февраля 1962, Электрокинетический генератор, Таунсенд Браун.
• 3018394 от 23 января 1962, Электрокинетический преобразователь, Таунсенд Браун.
• 2949550 от 16 августа 1960, Электрокинетическая аппаратура, Таунсенд Браун.
• 1974483 от 25 сентября 1934, Электростатический мотор, Таунсенд Браун.
• 4687947 от 18 Августа 1987, Электрическая цепь сохранения мощности, Мельвин Кобб.
• 4772775 от 20 Сентября 1988, Генерация потока плазмы в электрической дуге, Сэм Лич.
• 4432098 и 4429280, Передача информации при помощи магнитного векторного потенциала, Рейнолдс Гелинас.
• Великобритания, No. 547668, 30 января ( 7 сентября ) 1942 года, Мотор с постоянными магнитами, автор Стенли Хичкок.
• Великобритания, Заявка No.2282708A, Мотор с постоянными магнитами, Роберт Адамс, Гарольд Аспден.
Патенты по расщеплению воды и использованию ее в качестве топлива, в том числе по «холодному синтезу»
• 4394230 патент США от 19 Июля 1983, Метод и аппаратура для расщепления молекул воды, Генри К. Пухарич.
• 2251775 патент Великобритании от 20 Апреля 1994, Термоэлектрическая конверсия, Гарольд Аспден.
• 5288336 патент США, Термоэлектрическая конверсия, Гарольд Аспден.
Организации и центры по изучению технологий свободной энергии
• Русское Физическое Общество, 141002, Московская обл., Мытищи, Б.Шараповская 3. Факс 095-2926511. Издает журналы.
• Институт Свободной Энергии, Санкт-Петербург, 193024, а/я 37. Общественная организация, база данных по исследованиям в области гравитации и альтернативной энергетике.
• Academy for Future Sciences, P.O.Box FE, Los Gatos, CA 95031, USA.
• AERI, Advanced Energy Research Institute, 14 Devonshire Mews West, London W1N 1Fp, Great Britain.
• ADAS, Association of Distinguished American Scientists,P.O.Box 1472, Huntsville, AL 35807, USA. Fax 205-536-0411.
• Borderland Sciences Research Foundation, P.O.Box 429, Garberville, CA 95440-0429, USA.
• Centre for Action, P.O.Box 472, HCR 31, Sandy Valley, NT 89019, USA. Издает книги, журнал и распространяет видеоленты.
• COSRAY, The Research Institute, Inc., 2505 South Forth Street East, P.O.Box 651045, Salt Lake City, UT 84165-1045, USA.
• Delta Spectrum Research, Inc., 5608 South 107th East Av., Tusla, Oklahoma 74146 USA. Fax 918-459-3789. База данных по коммерческим проектам в области свободной энергии, в электронном виде — около 11 Мб. Высылает статьи по работам NASA в области электрогравитации:
Electrostatic levitator with feedback control; Hybrid contactless heating and levitator; Precision fabrication of electromagnetic-levitation coils и другие.
• Electrodynamic Gravity, Inc., 35 W.Tallmadge Ave., Akron, Ohio 44310, USA.
• Fusion Information Center, P.O.Box 58639, Salt Lake City, Utah 84158-0369, издает журнал о работах по «холодному синтезу» Fusion Facts, fax 801-583-6245.
• Gravity Power Research Association, 36 Mountain Road, Burlington, MA 01803, USA.
• GRI, Group Research Institute, P.O.Box 438, Nelson, New Zealand. Dr. Ashley Gray.
• High Energy Enterprises, P.O.Box 5636, Security, CO 80931, USA. Fax 719-4750582. Издает книги Тесла и результаты работ его последователей. International Tesla Society Books.
• Institute for Advanced Studies at Austin, 4030 Braker Lane W., Suite 300, Austin, TX 78759, USA.
• INE, Institute for New Energy, 1304 South College Avenue, Fort Collins, CO 80524, USA. Издает журнал New Energy News, P.O.Box 58639, Salt Lake City, UT 84158-8639, USA. Доступ по EMAIL: [email protected].
Выслает сборник докладов конфренции по развивающимся проектам свободной энергии Denver Report’94.
• Intergrity Institute, 1377 K Street, NW, Suite 16, Washington DC, USA. Fax 202-543-3069. Исследования по электрогравитации, инерциальным движителям, отрицательная масса, как энергетический источник.
Распространение материалов о работах Т.Т.Брауна по электрогравитации.
• JPI, Japan Psychrotronic Institute, Dr. Shiuji Inomata, Electrotechnical Laboratory, 1-1-4 Umezono, Tsukuba-shi, Ibaraki 305, Japan.
• Cosmic Energy Association, 37-2 Nisigoshonouti, Kinugasa, Kitaku, Kyoto, 603, Japan. Dr. Masayoshi Ihara.
• Orgone Biophysical Research Laboratory, Inc.,P.O.Box 1395, E1 Cerrito, CA 94530, USA. Fax 510-526-5978.
• Quantum Biology Research Laboratory, Cotati Research Institute, P.O.Box 60653, Palo Alto, CA 94306, USA.
• PACE, Planetary Association for Clean Energy, Главный оффис в Канаде: 100 Bronson Av., Suite 1001, Ottawa, Ontario, Canada T1R 6G8. Fax 613-235-5876. Европейское представительство в Германии:
Planetartsche Vereinigung fur Saubere Energie, Inc. Feyermuhler Strasse 12, D-53894 Mechernich, FRG. Fax 49-24438221, EMAIL [email protected]. Представительство в Латинской Америке:
FUNDAPAC Allayme 1719, San Jose, Guaymallen, Argentina.
• SEA, Space Energy Association, P.O.Box 11422, Clearwater, FL 34616, USA.
• Tesla Book Company, P.O.Box 121873, Chula Vista, CA 91912, USA.
• Tesla Incorporated, 760 Prairie Av., Craig, CO 81625, USA. Fax 303-824-7864. Модем 300/1200/2400 для Tesla BBS по телефону 719-486-2775.
• ExtraOrdinary Science, Resource Guide, fax 719-475-0582. Официальный каталог книг, статей, видеоматериалов и баз даных Общества Тесла.
• Журнал Explore, The New Dimension in Scientific Approach,P.O.Box 1508, Mount Vernon, Washington 98273, USA.
• Журнал Electric Spacecraft Journal, P.O.Box 18387, Asheville, NC 28814, USA. Fax 704-683-3511.
• Журнал Nexus New Times Magazine, P.O.Box 30, Maplepton Qld 4560, Australia. Fax 074-429381.
• Журнал Cold Fusion Times, P.O.Box 81135, Wellesley Hills MA 02181, USA.
• Журнал Infinite Energy, P.O.Box 2816, Concord, NH 03302-2816, USA. Издается центром Cold Fusion Technology, fax 603-224-5975, email: [email protected].
• Журнал 21th Century Science & Technology, P.O.Box 16285, Washington, DC, 20041, USA.
• Журнал Cold Fusion, 70 b Route 202N, Petersborough, NH 03458, USA.
• Brown’s Gas International, 5063 Densmore Av., ENCINO, California 91436, USA. Изобретатель «газа Брауна», Yull Brown. Факс 818-990-4873 в США.
• ENECO, Inc., 391-B Chipeta Way, Salt LAke City, Utah 84108, USA. Fax 801-5836245. Развивает несколько устройств генерации мощности за счет холодного синтеза как с тяжелой, так и с легкой водой.
• «Robert Adams and Company» 46 Landing Road, Whakatane, Bay of Plenty, New Zealand. Роберт Адамс, исследования по созданию мотора-генератора с постоянными магнитами.
• Methernitha, 3517 Linden, Switzerland. Менеджер Francis Bosshard.
• Swiss Association for Free Energy, P.O.Box 10, 5704 Egliswilli, Switzerland.
• Space Research Institute, Box 33, Uwajima, Ehime 79, Japan. Dr. Shinichi Seike. Fax 895-24-7325. Эксперименты по гравитации и изменению темпа хода времени при работе генераторов свободной энергии, измерения хрональных потенциалов.
• Nuclear Power Corporation, 581 400 Karnataka, India. Project Director, Kaiga Project, Dr. Paramahamsa Tewari.
• Cosmic Energy Foundation, Neptunuslaan 11, 3318 E1 Dordrecht Netherlands. Dr. Martin Holwerda, Director.
• World Harmony, P.O.Box 361 Applecross 6153, Western Australia.
Другой оффис данной группы: U.S.World Harmony, P.O.Box 317, Rainier, WA 98576, USA.
• Sabberton Research, P.O.Box 35, Southampton SO9 7BU, England, Dr. Harold Aspden.
Источник: Персональные системы свободной энергии
Возможно ли создание машины свободной энергии, вечного двигателя
Возможно ли создание машины свободной энергии, вечного двигателя
Машины свободной энергии вечные двигатели – это тайные технологии или обман?
Их называют машинами свободной энергии или просто вечными двигателями… С тех самых времен, как человечество поставило электричество себе на службу, неутомимые умы изобретателей ищут гениальное решение — источник свободной энергии без потребности в каком бы то ни было топливе. Да что там говорить, технические наброски «вечных двигателей» историки находили всегда.
То тут, то там, сейчас чаще чем в древние времена, можно обнаружить проекты «вечных двигателей». Давайте же рассмотрим данную проблему ближе, и разберемся, что же все-таки существует и чем оно на самом деле является.
С точки зрения науки
Образованные люди прекрасно понимают, что вечный двигатель не может работать в принципе, это не нужно доказывать. Но поскольку споры никак не утихают, это требует внимания. Вечный двигатель, если бы он был реальным устройством, нарушил бы законы термодинамики, которые вообще-то нерушимы, на них держится мир.
Первый закон термодинамики сообщает нам, что энергия замкнутой системы остается всегда постоянной. И если часть энергии из системы выведена, например в форме вращения нагруженного ротора, то энергию в таком же количестве придется в систему откуда-то вернуть.
Второй закон термодинамики сообщает нам о том, что у изолированной системы энтропия не может уменьшаться. Тепло не перетечет из области с меньшей температурой в область с более высокой температурой, совершая при этом работу. Вечный двигатель, будь он реальным, нарушил бы эти незыблемые законы.
Вечный мотор на магнитах
На конструкции с постоянными магнитами изобретатели всех времен возлагали особые надежды. Расположенные по кругу магниты должны толкать ротор и поддерживать его вращение вечно. Так можно было бы изготовить идеальный мотор.
Изобретатели по всему интернету кричат о тысячах таких проектов, а некоторые умудряются демонстрировать видео работающего устройства. Якобы кинетическая энергия превышает затраты (механические или электрические), и будучи запущен однажды, такой двигатель будет вращаться и вращаться непрерывно. Как же это понимать?
Любой, кто называет свой двигатель вечным, заблуждается. Часто изобретатель вообще не имеет физического образования, и даже элементарного представления о принципах работы механических и электрических систем у него нет.
Но человек может искренне и глубоко, честно заблуждаться. Он может показать расчеты и графики, но сам до конца не понимает того, что происходит в его устройстве. Говоря о том, что нарушил законы природы, что обладает уникальным знанием, такой горе-изобретатель показывает только отсутствие у себя элементарных знаний.
История поисков «вечного двигателя» уходит в глубину веков…
Некоторые из ранних моделей вечных двигателей приходятся на 12 век. Очень популярно колесо Бхаскары, изогнутые спицы которого наполовину заполнены ртутью, и якобы в процессе вращения колеса жидкость стремится вниз от оси по направлению вращения колеса и к оси когда спицы движутся вверх, рычажное действие должно вращать колесо непрерывно.
Такая конструкция именуется «колесо с постоянно смещенным центром тяжести», и повторяется в разных вариациях на протяжении веков.
Колесо Вилларда — с молоточками, колесо Токкола — с рычагами, даже Леонардо да Винчи нарисовал целую серию таких колес со смещенным балансом, хотя понимал, что вечное вращение получить от такого колеса не удастся.
Говорят, да Винчи принадлежит высказывание, приблизительно звучащее так: «конструирование такого колеса, которое имеет множество балансирующих деталей для поддержания вращения, будет приводить всегда к остановке, это самообман; хотя более тяжелые детали и находятся от оси дальше, момент их больше, но движущая сила колеса целиком остается неизменной».
Особого положения в истории с вечно вращающимися колесами удостоился Иоганн Бесслер. Множество колес было построено этим немецким часовщиком в начале 18 века. Маятник приводил колесо во вращение, но сам механизм был скрыт.
Многие оказывали иллюзионисту поддержку, признавая его талант как часовщика, хотя и считали его иллюзионистом. Одно из колес Бесслера вращалось непрерывно на протяжении 53 дней, хотя в охраняемое машинное помещение никого не впускали…
Физика всегда берет свое, как ни назови механизм, какую заумную терминологию ни приплети. В 2006 году было анонсировано устройство Орбо, которое оказалось простым магнитным мотором, а демонстрации его проваливались, стоило отключить батарею питания. На протяжении десятилетий Джон Серл рассказывал, что построил мотор-генератор на магнитах, с помощью которого летала его тарелка.
Некоторые уверенно заявляют, что моток проволоки способен вырабатывать электроэнергию.
Катушка Родина, по утверждению ее автора, Марко Родина, якобы использует принцип изобретенной им вихревой математики и так работает.
Вечный двигатель Тейна Хейнса, под интересным названием Перпеттия би-тороидал трансформер, оказался обычным электромотором, который только лишь по утверждению самого Хейнса вырабатывает энергии больше, чем потребляет.
Многие фанаты «вечных двигателей» ссылаются на Николу Тесла и на его статьи. Но Тесла никогда не заявлял о возможности создания «вечного двигателя». Тесла только рассматривал возможность эффективного использования тепла, перемещаемого из одного места в другое, из теплого региона в холодный. Тесла даже не заикался о возможности нарушить законы термодинамики, он только хотел использовать его эффективнее.
Но многие «вечные двигатели» запатентованы
Есть серьезный аргумент в пользу так называемых вечных двигателей, который звучит так: «многие из них запатентованы». Дело в том, что патент указывает на оригинальность изобретения, но не может служить стопроцентным подтверждением его работоспособности. На деле, большинство запатентованных «вечных двигателей» проваливаются на испытаниях, и в большинстве стран они уже давно не патентуются.
«Требование применимости» введено в США — устройство должно быть реально применимо, и пока не будет представлен реально работающий образец — ничего в США не запатентуют.
За примерами далеко ходить не надо. Йозеф Ньюман в 80-е разработал собственные гироскопическую и электромагнитную теории, и на этой основе изобрел мотор. В патентовании ему было отказано, поскольку описываемый принцип попросту нарушал фундаментальные законы природы. Апелляция Ньюмана встретила отказ. Он даже подал позже иск против патентной комиссии, и суд предписал экспертизу.
Эксперт внимательно изучил конструкцию Ньюмана и понял, что изобретатель хоть и искренне, но заблуждается в своих теориях, однако признал что энергии на выходе больше чем на входе. Бюро Стандартизации пришло к выводам, которые не совпадали с выводами эксперта, мотор был признан преобразователем постоянного тока в переменный ток, кстати эффективность преобразователя уступала уже известным. Так или иначе, конечное решение суда было не в пользу Ньюмана.
Теории заговора
Дискуссии о возможности или невозможности реального «вечного двигателя» продолжаются, и нельзя не упомянуть здесь теорий заговора. Главный аргумент сторонников теорий заговора — правительства поддерживают нефтяных магнатов и подавляют изобретателей. Различные тематические сайты и конспирологические фильмы поддерживают такие взгляды.
Но при внимательном рассмотрении никакого подавления нет. На ютубе ежедневно появляются видео с работающими «вечными двигателями». Вероятно, подавление не работает.
Многие люди десятки лет защищают свою идею, и никто их не преследует и не мешает им в поисках свободной энергии. Патенты остаются доступными, видео остаются на ютубе, книги продолжают печататься. Кто же что тут подавляет?
Для чего ищут «вечный двигатель»?
Суть данного социального явления похоже в том, что принятая в науке невозможность нарушения физических законов подстегивает искателей, является для них сильнейшей мотивацией. Любители научной фантастики превращаются в ученых, которые берут на себя смелость поставить под сомнение прочные научные устои во имя то ли осуществления своей мечты о свободной энергии, то ли из-за желания найти простое и быстрое решение всех проблем. Это же относится к развитию сверхспособностей, психических супервозможностей и к прочим одержимостям нашего времени. Мечты неиссякаемы.
Неужели все они шарлатаны?
Справедливости ради стоит высказать предположение, что не все честные изобретатели-новаторы являются просто мечтателями. Многие из них, очевидно, просто не могут правильно объяснить работу своих изобретений, и из-за этого выглядят шарлатанами в глазах настоящих ученых. Тем искателям, которые не ищут славы и денег, кто предан своим благим целям, можно лишь пожелать успехов в их творчестве. Есть многое на свете, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам…
Ранее ЭлектроВести писали, что компания BMW представила концепт компактного электрического кроссовера BMW iX3 еще в 2018 году, однако серийная версия начнет производиться только в 2020 году.
По материалам: electrik.info.
История «Вечного двигателя»
Информационно-познавательный проект
Тема проекта:
История “Вечного двигателя“
Автор проекта: Меньщиков Василий Константинович обучающийся 7 класса МКОУ «СОШ №1», г. Миасс Наставник проекта: Тяпкин Юрий Борисович, учитель физики. |
Оглавление
Введение……………………………………………………………….……3
1.Теоретическая часть
История “вечного двигателя”.………….………………………………..4
2.Практическая часть…………………………………………….………..8
Заключение…………………………………………………………………9
Литература…………………………………………………………………10
Введение
Испокон веков люди пытаются создать “вечный двигатель” с целью получить бесконечную энергию. В XXI веке значение энергии для человечества начинает приобретать особо важную роль. Проблему, которую человечество пытается решить, я хочу раскрыть в своей работе: можно ли создать вечный двигатель. Цель моего проекта – выяснить проблемы создания вечного двигателя. Результатом моего проекта будет модель, успешно претендовавшая на звание «вечный двигатель».
Для достижения цели, я поставил перед собой следующие задачи:
1.Изучить исторический и научный материал по теме “вечный двигатель”.
2. Выяснить проблемы создания вечного двигателя.
3. Воссоздать модель «вечный двигатель».
4. Обобщить изученный в ходе работы материал и полученный опыт.
Теоретическая часть
История “вечного двигателя”
В переводе с латинского perpetuum mobile– “вечное движение”. Вечный двигатель – машина, которая будучи раз запущена, совершала бы работу неограниченное долгое время, заимствуя энергию.
В XI веке начались крестовые походы. Быстрее развивалось ремесло и совершенствовались машины, приводимые в движение с помощью водяных колёс или животных, которые тянули за собой эти колёса. Поэтому возникла идея создать вечный двигатель, который помимо движения делал бы какую-либо работу и потреблял энергию из ничего [1]. Первая идея о вечном двигателе возникла в Европе в XIII веке, но есть свидетельства, что за век до этого проект вечного двигателя предложил индеец Бхаскара. Рассмотрим самые интересные «вечные двигатели».
Джеймс Кокс – человек, который, как считается, создал механизм в середине XVII века, сохранившийся и до наших дней. Он представляет собой хорошо сконструированные часы (приложение 1) приводимые в движение за счёт перепадов атмосферного давления. Джеймс не ставил главной целью вырабатывать энергию, так как хорошо понимал неосуществимость такой задачи. Он пытался использовать энергию, которую можно получить с помощью природы и главное без участия человека. По внешнему виду часы ничем не отличались от других часов. Но в механизме имелись отличия. Он создал их таким образом, что бы свести к минимуму трение, а в последствие, и износ деталей. Действовали эти часы с помощь барометрических цилиндров на основе подъёме и падения ртути в необычном барометре. Ртуть самая плотная жидкость на Земле, поэтому размер барометра на много меньше размера барометра с другой жидкостью. Есть зависимость между площадью поверхности ртути и выделением энергии, ведь чем больше площадь, тем больше энергии. Колесо соединяло барометр с часовым механизмом, постоянно вращаясь в одном направлении. Джеймс добавил к механизму устройство, которое могло выводить колесо из заклинивания. В 1961 году часы приобрёл музей Виктории и Альберт [2].
Технический музей в Румынии имени Дмитрия Леонидова может похвастаться поистине чудесным источником питания. Его сконструировал известный румынский учёный Николас-Василеску Карпен ещё в 1950 году, и устройство работает беспрерывно. Как заявляют, оно работает уже 60 лет. “Вечный двигатель” Карпена хранится в кабинете директора музея. Его научное название – термоэлектрическая батарея, работающая при постоянной температуре. По одним источникам учёные не могут внятно объяснить, каким образом это хитроумное изобретение. Двигатель состоит из двух последовательно соединённых электрических батареек, вращающих гальванометрический мотор. Мотор двигает пластинку, которая заставляет работать выключатель. Каждый раз, как двигатель делает пол оборота, пластинка размыкает цепь и замыкает её в начале второго пол оборота. Время, за которое пластинка делает полный оборот, было тщательно откалибровано с тем, чтобы батарейки имели возможность подзарядиться и поменять полярность, пока цепь разомкнута. По задумке автора изобретения, задача мотора и пластинки состояла только в том, что бы продемонстрировать, что батарейки фактически продолжают постоянно генерировать электроэнергию.
В 2006 году, 27 февраля, в музей прибыли журналисты румынской газеты ZIUA(день). Они сняли прибор с полки и замерили его с помощью обычного цифрового универсального измерительного прибора. Батарейки показали 1 вольт – так же, как и в 1950 году. Отмечается, что один из электродов устройства Карпена сделан из золота, а второй из платины. Между ними залита серная кислота высокой степени очистки, в качестве электролита. По другим источникам большинство учёных сходятся во мнении, что прибор работает, используя, всё-таки, принцип трансформации тепловой энергии в механическую работу. Но директор музея Дьяконеску считает, что батарея сконструированная учёным, бросает вызов 2-ому закону термодинамики (накладывающий ограничения на направление процессов передачи тепла между телами). Если Василеску-Карпен был прав и его принципы верны, это перевернёт привычный взгляд на многие физические законы с ног на голову. Похоже, что музей не скоро получит необходимую сумму, что бы организовать изучения и даже безопасную демонстрацию такого редкого изобретения. Может быть, тому причиной вовсе не научная ценность прибора, а электроды, сделанные из золота и платины? Кто знает! Пока изобретение продолжает пылиться на полке в кабинете директора музея (приложение 2)[3].
“Вечный двигатель” Корнелиуса Дреббеля. В этом изобретение люди также не знали, как работает этот механизм. Впервые его машина была продемонстрирована самим автором в 1694 году. Машина напоминала некую вариацию хронометра. Этот механизм не требовалось заводить. Он мог показывать дату и лунную фазу. Изменение в температуре и погоде помогали ему работать. Из этого можно сделать вывод, что машина также включала в себя термоскоп или барометр, как например часы Кокса. Если руководствоваться письмом 1604 года, того самого, когда произошла демонстрация устройства, оно представляло собою шар, расположенный в центре, окружённой трубкой, которую наполняла жидкость. Стрелки и золотые отметины отслеживали лунные фазы. Машину украшали мифологические существа и золото. О дальнейшей судьбе этого «вечного двигателя» ничего неизвестно, его чертеж не сохранился (приложение 3)[4].
Но были и такие двигатели, которые не работали. Об одном из них я сейчас расскажу. На рисунке (приложение 4) изображён один из неудачных вечных двигателей. Правая сторона заполнена водой. Колесо крутит цепь на которой зацеплены 10 баков. Автор решил использовать закон Архимеда, который гласит, что тела, плотность, которых меньше чем плотность воды стремятся выплыть наружу. Автор полагал, что вода будет выталкивать, баки наружу, а цепь с колесом вечно вращаться. Но он не учёл то, что выталкивающая сила-это разница между давлениями воды, действующие на нижнюю и верхнюю части погружённого в воду бака. В конструкции, на рисунке, это разница будет стремиться вытолкнуть те баки, которые находятся под водой в правой части, но самый нижний бак, который закрывает собой отверстие, будет действовать лишь сила давления на его правую поверхность. И она будет превышать суммарную силу, действующую на остальные баки. Поэтому вся система прокрутится по часовой стрелке, пока не выльется вода [5].
Я думаю поэтому уже в 1775 году Парижская Академия отказалась принимать патенты на “вечный двигатель”.
В результате изучения литературы я выяснил, механизмов претендовавших на звание «вечный двигатель» в истории человечества было очень много. В основном все не прошли проверку, есть также те которые, проверить нет возможности. Для того, чтобы убедиться в выше сказанном я перешел к практической работе.
Практическая часть
В практической части я решил воссоздать одну из моделей «вечных двигателей» и проверить, как она работает. Принцип данного механизма основан на разности моментов сил тяжести. Вращение двигателя происходит за счет падения молоточков и смещения центра тяжести (изменения момента сил) механизма во время движения. Автор его неизвестен. Двигатель был создан на подобие двигателя Бхаскары. Но в двигателе Бхаскары в отдельные отсеки была залита ртуть, которая и двигала колесо (приложение 5).
Для этого мне понадобились: картон А4, проволока алюминиевая, ножницы, карандаш, линейка, канцелярский нож (приложение 6). Я взял картон и вырезал из него круг. Провел оси симметрии, затем проделал в нем 8 отверстий на одном расстоянии от края и одно в середине. Следом я вырезал из картона молоточки, соединил молоточки с кругом проволокой. При этом у меня возникла проблема. Я слишком близко к краю сделал отверстия, поэтому картон порвался, и мне пришлось сделать новый круг. Из картона сделал опору и соединил круг и опору проволокой.
У меня не получилось точно соблюсти все пропорции, чтобы механизм вращался непрерывно. Я понял свои ошибки. Но я разобрался на своем опыте в принципе работы подобных механизмов. И сделал вывод, что создать механизм который бы работал очень долго можно, но он будет работать за счет некой энергии. Из ничего получить энергию нельзя. 2-й закон термодинамики говорит, что постоянно происходит потеря энергии, которую необходимо восполнять.
Заключение
“Вечный двигатель” нельзя создать. Об этом говорит второй закон термодинамики. Однако человечество в попытке создать подобный механизм смогло усовершенствовать действующие механизмы, и использовать энергию, на которую до сих пор не обращало внимание.
Литература
1.- https://otherreferats.allbest.ru/physics/00379837_0.html
2.- https://ru.wikipedia.org/wiki/Кокс,_Джеймс
3.- https://www.infoniac.ru/news/Batareika-Karpena-istochnik-pitaniya-kotoryi-rabotaet-nepreryvno-60-let.html
4.- https://novate.ru/blogs/140915/32949/
5.- https://www.infoniac.ru/news/Batareika-Karpena-istochnik-pitaniya-kotoryi-rabotaet-nepreryvno-60-let.html
Приложение
Приложение 1.
Приложение 2.
Приложение 3.
Приложение 4.
Приложение 5
Приложение 6
вечных двигателей: работа против законов физики
Почти как только люди создали машины, они попытались создать «вечные двигатели», которые работают сами по себе и работают вечно. Однако устройства никогда не работали и, вероятно, никогда не будут работать так, как надеялись их изобретатели.
«Короче говоря, вечное движение невозможно из-за того, что мы знаем о геометрии Вселенной», – сказал Дональд Симанек, бывший профессор физики Университета Лок-Хейвена в Пенсильвании и создатель Музея неработающих устройств.«Природа не дает примеров вечного движения выше атомного уровня».
Законы термодинамики
Насколько нам известно, вечные двигатели нарушают первый и второй законы термодинамики, сказал Симанек Live Science. Проще говоря, Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, а только преобразована из одной формы в другую. Вечный двигатель должен производить работу без затрат энергии. Второй закон термодинамики гласит, что изолированная система будет двигаться к состоянию беспорядка.Кроме того, чем больше энергии преобразуется, тем больше ее тратится. Вечный двигатель должен обладать энергией, которая никогда не тратится впустую и никогда не приближается к неупорядоченному состоянию.
Тем не менее, нерушимость законов физики не помешала любопытным игнорировать их или пытаться нарушить их. Согласно онлайн-музею Симанека, первые задокументированные вечные двигатели включали колесо, созданное индийским писателем Бхаскарой в 12 веке. Предположительно, он продолжал вращаться из-за дисбаланса, создаваемого контейнерами с ртутью вокруг его обода.Другие попытки включают ветряную мельницу 16-го века, сифоны 17-го века и несколько водяных мельниц.
В то время как большинство попыток использования вечных двигателей осуществлялись в духе научных изысканий, другие были нацелены на обман и зарабатывание денег. Самая известная мистификация с вечным двигателем была изобретена Чарльзом Редхеффером в 1812 году.
Эпоха чудес и озор
Вечный двигатель Редхеффера очаровал жителей Филадельфии и Нью-Йорка и принес тысячи долларов.Инженеры дважды опровергали его, что в конечном итоге привело к тому, что Редхеффер был изгнан из города, согласно «Perpetual Motion: The History of an Obsession» (Adventures Unlimited, 2015) Артура У.Д.Д. Орд-Юм.
Америка девятнадцатого века была лучшим временем для мистификаций. По словам Кимбрю МакЛеода, автора книги «Шутники: наносят вред в современном мире» (NYU Press, 2014), внимание Эпохи Просвещения к науке, обучению и получению знаний посредством личного опыта и наблюдений привело к тому, что все большее число людей стали искать явления что они могли судить сами.Кроме того, повышение уровня грамотности означало, что все больше людей были знакомы с такими понятиями, как вечный двигатель, и стремились увидеть машину, которая его реализовала.
Но, как писала Барбара Франко в «Кардиффском гиганте: столетняя мистификация», «люди интересовались новыми науками, не понимая их по-настоящему… Общественность девятнадцатого века часто не делала различия между популярными и серьезными исследованиями. Они слушали лекции, ходили в театры, посещали музеи, цирк и собрания возрождения с почти таким же энтузиазмом.«
Эми Ридинг, автор книги« Знак внутри: большой обман, хитрая месть и маленькая история большого мошенничества »(Vintage, 2013), отмечает особую черту американского чувства веселья. им нравится быть вовлеченным в историю, которая, как они знают, может быть неправдой, в любом случае попадаясь на нее, а затем удивляясь, узнав, что их обманули. То, что Редхеффера на самом деле выгнали из города, предполагает, что аудитория начала 1800-х годов, возможно, еще не полностью приняла эту форму развлечения, хотя они будут в последующие десятилетия.
Вечный двигатель будоражит Филадельфию
Согласно Орд-Хьюму, историки не знают предысторию Редхеффера до обмана. Он появился на сцене в 1812 году, когда открыл для всеобщего обозрения дом на берегу реки Шуйлкилл. Внутри находилась машина, которая, как он утверждал, могла продолжать двигаться вечно, даже если к ней не прикасались и не помогали.
Машина Редхеффера была основана на «предполагаемом« принципе »вечного движения, предполагающем, что постоянная направленная вниз сила на наклонной плоскости может создавать постоянную горизонтальную составляющую силы», – сказал Симанек.По словам Орд-Хьюма, машина имела маятник с гравитационным приводом с большой горизонтальной шестерней на дне. Другая, меньшая шестерня сцеплена с большей. И большая шестерня, и вал могли вращаться отдельно. На шасси размещены две аппарели, а на аппарелях – грузы. Утяжелители должны были отталкивать большую шестерню от вала, а трение заставляло вал и шестерню вращаться. Вращающаяся шестерня, в свою очередь, приводила в действие сцепленную меньшую шестерню. Если грузы снимались, машина останавливалась.
Согласно проекту визуального образования, источники расходятся по поводу суммы, которую Редхеффер взимал с ничего не подозревающих филадельфийцев за то, чтобы увидеть его машину. Некоторые говорят, что он взимал 5 долларов, другие говорят, что он взимал 1 доллар, а третьи говорят, что женщин впускали бесплатно или за 1 доллар. Как бы то ни было, восхищенную публику цена не отпугнула, и машина стала сенсацией. На его подлинность были сделаны ставки до 10 000 долларов.
Редхеффер был настолько доволен своей машиной и ее приемом, что лоббировал в штате Пенсильвания средства на постройку более крупной машины.21 января 1813 года государство направило инспекторов для расследования, прежде чем раздать деньги. Именно тогда план Редхеффера развалился.
Первое опровержение
По словам Орд-Хьюма, по прибытии инспекторы увидели, что машина находится в комнате с запертой дверью и отсутствующим ключом. Они могли видеть это только через окно. Один из инспекторов, Натан Селлерс, привел с собой своего сына Коулмана. Молодой Коулман заметил, что шестерни в машине работали не так, как утверждал Редхеффер.Винтики шестерен изношены с изнаночной стороны. Это означало, что вес, вал и шестерня не приводили в движение меньшую шестерню; меньшая шестерня питала большее устройство.
Натан Селлерс поверил своему сыну и решил, что машина была подделкой. Однако вместо того, чтобы противостоять Редхефферу, он нанял Исайю Люкенса, местного инженера, чтобы построить свой собственный вечный двигатель, который, по словам Орд-Хьюма, будет выглядеть и «работать» так же, как и Редхеффер. Люкенс сконструировал машину, которая выглядела как Редхеффер, но имела на вид прочный плинтус и квадратный кусок стекла наверху.Четыре деревянных навершия, предположительно декоративных, были на стекле и прикреплены к деревянным столбам. Люкенс поместил на плинтус заводной мотор. Фактически, одним из украшений была заводная головка. Он мог заводиться и приводить в движение мотор весь день. Двигатель вращал вал, который приводил в действие шестерни.
Селлерс и Люкенс показали свою машину Редхефферу, который был потрясен, увидев, что его поддельная машина, казалось бы, работает на самом деле, согласно веб-сайту Хьюстонского университета «Двигатели нашей изобретательности».Он предложил им деньги, чтобы узнать, как это делается. Селлерс и Люкенс не стали осуждать его на месте, а позволили новостям об этой мистификации распространиться по Филадельфии.
Вечный двигатель движется в Нью-Йорк
Хотя Филадельфия была на стороне Редхеффера, низкие скорости связи той эпохи означали, что Нью-Йорк все еще оставался целью. Редхеффер снова настроил свою машину. И снова он собирал большие толпы. Среди зевак был Роберт Фултон, инженер, известный прежде всего созданием первого успешного коммерческого парохода.Орд-Хьюм пишет, что, когда Фултон увидел машину, он воскликнул: «Да ведь это же кривошипно!»
Фултон заметил, что скорость машины и звук, который она издает, были неравномерными, как в случае, если бы ее проворачивали вручную. В некоторых сообщениях говорится, что машина также слегка раскачивалась. Согласно Орд-Хьюму, Фултон обвинил Редхеффера, который взбесился и заявил, что его машина реальна.
Фултон сделал предложение: Редхеффер позволит ему попытаться раскрыть реальный источник энергии машины, и, если он не сможет, он заплатит за любой ущерб, причиненный в этой попытке.Редхеффер согласился – вероятно, под давлением толпы посетителей – и Фултон начал отрывать доски от стены рядом с машиной, обнажив кетгутовый шнур. Шнур проходил через стену на верхний этаж. Фултон поспешил наверх и обнаружил, что на стуле сидит старик, одной рукой крутил рукоятку, а другой ел корку хлеба.
Поняв, что их обманули, толпа зрителей уничтожила машину на месте. Редхеффер немедленно покинул город.
Мало что известно о пост-мистификации Редхеффера. Согласно книге Венди Беллион «Гражданин-наблюдатель: искусство, иллюзии и визуальное восприятие в ранней национальной Америке» (University of North Carolina Press, 2011), он построил еще одну машину в 1816 году, но никому не позволил ее увидеть. Он получил патент на него в 1820 году, но ничего не известно ни об устройстве, ни о том, что стало с Редхеффером. Сам патент сгорел.
«Невозможность» вечного двигателя
Обман Редхеффера – самая известная попытка вечного двигателя в истории, но далеко не единственная.Однако большинство из них не были созданы для того, чтобы выманивать у публики деньги.
Почему люди продолжают пытаться использовать вечные двигатели, когда все законы физики предполагают, что это невозможно?
«Я подозреваю, что они мотивированы своим неполным пониманием физики», – сказал Симанек Live Science. «Взгляд изобретателей вечных двигателей на физику представляет собой набор не связанных между собой уравнений для конкретных целей. Они не в состоянии постичь величайшую силу физики – ее логическое единство.
«Например, законы термодинамики не возникают по воле распоряжения. Они выводятся из законов Ньютона и кинетической модели газов и хорошо проверены экспериментально… Нельзя просто отбросить один закон, который вам не нравится. ‘без разрушения всей логической структуры физики “.
Симанек отметил, что большинство изобретателей вечных двигателей не верят, что их машины нарушают законы физики. “Некоторые полагают, что некоторые особые законы неприменимы, обычно законы сохранения энергии и законы термодинамики.«
« Может ли быть какое-нибудь место, где геометрия (и физика) отличается? »- сказал Симанек. использовать его в наших целях… Это кабинетные спекуляции, и научная фантастика, а не наука ».
Если бы вечный двигатель действительно работал, он должен был бы обладать определенными характеристиками. Он был бы« бесшумным и бесшумным в работе. Он не будет выделять тепла из-за своей работы и не будет излучать никакого излучения, поскольку это будет потеря энергии », – сказал Симанек.Даже в этом случае такая машина не будет работать вечно, потому что «из-за ее вращения ее части будут постоянно ускоряться, и мы знаем, что материя состоит из заряженных частиц, а ускоряющие заряды излучают энергию». Это приведет к изменениям в машине, что в конечном итоге приведет к ее замедлению или остановке.
Тем не менее, «если бы машина могла вращать колесо с постоянной скоростью в течение очень долгого времени, без заметного уменьшения скорости и абсолютно без входной энергии, мы могли бы рассматривать ее для всех практических целей как вечное движение … Но это было бы бесполезным любопытством, потому что, если бы мы попытались извлечь из него работу, она скоро остановилась бы », – сказал Симанек.
Большинство изобретателей вечных двигателей преследуют другую цель. «Они хотят« сверхединичной »производительности – машины, которая выполняет больше полезной работы, чем затрачиваемая ею энергия», – сказал Симанек. Тогда у вас останется энергия для использования.
Если бы не обман общественности, это могло быть конечной целью Редхеффера. Даже после того, как обман был раскрыт, газеты Филадельфии предположили, что город упустил свой шанс бесплатно использовать водяные насосы, согласно «Двигателям нашей изобретательности».А патент Редхеффера 1820 года был на «машины для достижения власти», согласно проекту визуального образования. Но это были скорее пожелания, чем реальность.
Дополнительные ресурсы
Perpetual FutilityКраткая история поиска вечного двигателя.
Дональд Э. Симанек
В популярных историях слишком часто упоминаются вечные двигатели. как “чудаков и диковинок” инженерной мысли, не рассказывая нам, как они были поняты в то время.Они также не сообщают нам, что даже в ранняя история науки и техники, многие люди смогли увидеть тщетность и глупость попыток достичь вечного двигателя.
Иногда конкретное устройство приходит к нам с этикеткой, например «Епископ Уилкинс». магнитный вечный двигатель ». Популярные статьи оставляют впечатление, что изобретатель считал это вечным двигателем. На самом деле, очень часто устройство представлялось и описывалось в иллюстрируют тщетность поисков вечного двигателя.
| Колесо Бхаскары. GIF от Ханса-Петера Граматке | Колесо Бхаскары с изогнутыми спицами. |
|---|
Колеса Бхаскары. Первые задокументированные вечные двигатели были описаны индийскими автор Бхаскара (ок. 1159). Один был колесом с емкостями с ртутью. по его краю. Когда колесо вращалось, ртуть должна была двигаться внутри контейнеры таким образом, чтобы колесо всегда было тяжелее на одну сторона оси.Возможно, это было не столько практическое предложение, сколько иллюстрация индийской циклической философии. Идея снова появляется на арабском языке письменности, одна из которых содержала шесть вечных двигателей. От В исламском мире идея достигла Европы.
|
Виллар де Оннекур родился в конце 12 века и вероятно, жил и работал на севере Франции с 1225 по 1250 год.Его альбом из 33 пергаментных листов с 250 рисунками. сохранился и сейчас находится в Национальной библиотеке в Париже. На них изображены конструкции церквей, механизмы и машины катапульт. Вильярда часто называют архитектором, но мы не знаем ни одной структуры, которая он спроектировал, или то, что ему приписывают. Он много путешествовал, но мы не уверен, чем он зарабатывал на жизнь.
Самая известная из его машин была разработана для вечный двигатель.Это было колесо с отягощением с откидными молотками или киянками. на равном расстоянии по краю. Картинка отображает неоднозначную перспективу. На самом деле колесо должно быть перпендикулярно раме и горизонтальная ось. Он также показывает неравное расстояние между шарнирами молота вокруг колесо. Две оси молота вверху расположены ближе друг к другу, чем другие. Возможно, это было «только схематично». Возможно, это был умышленный обман чтобы случайному зрителю он показался несбалансированным.По сравнению с другими рисунками Вилларда, этот на редкость «схематичен» и выполнен небрежно. Описание Виллара (переведенное):
Много раз умелые мастера пытались изобрести колесо, которое поворот самого себя; вот способ сделать такой с помощью нечетного числа молотков, или ртутью (ртутью).
Ссылка на ртуть (ртуть) указывает на то, что Виллар был знаком с Устройство Бхаскары, конструкция которого достигла Европы.Виллар утверждал, что его машина пригодится для распиловки дерева и поднятие тяжестей.
Диаграмма Вилларда показывает семь молотов, и он настаивал на том, чтобы на нечетное (нечетное) количество молотков, объясняя
… всегда будет четыре на нижней стороне колеса и только три на верхней стороне; таким образом, молоток или мешок всегда будут падать влево достигнув вершины, до бесконечности.Но, нечетно ли количество молотков или четно, такое колесо подходит к отдыхай быстро.Этот дизайн копировался много раз, часто с четным количеством молотков.
Мариано ди Якопо , по имени Таккола (Сиена, 1382–1458?), Был одним из первых художников-инженеров, написавших иллюстрированные тексты инженерных проектов, эффективно используя рисунки в качестве средства коммуникации. Живя во времена частых войн, он активно участвовал в различных военных и гражданских инженерных проектах.
|
На этой странице его чертежей мы видим проекты машин для прорыва укреплений, и на них наложено большое изображение колеса с перевесом с шарнирно сочлененными секциями. Это было устройство, вероятно, хорошо известное инженерам того периода истории, полученное из арабских источников.
|
Леонардо да Винчи (1452-1519) был прототипом «Человека эпохи Возрождения».Его таланты включали искусство, инженерию, музыку, физику и математику. Его знаменитые тетради (собрание рисунков и комментариев к рукописи страниц) были в основном неорганизованными “заметками” к самому себе, которые он никогда не помещал в формат для правильной публикации. К ним относятся идеи и разработки от другие источники, и несколько оригинальных, без указания каких. Леонардо никогда не стеснялся заявлять о своих многочисленных талантах, но он часто начинал проекты он так и не закончил.
Знаменитый комментарий Леонардо о сравнении искателей вечного двигателя с алхимиками часто цитируется. «О вы, искатели вечного двигателя, сколько суетных химер вы преследовали? Иди и займи свое место с алхимиками ». Последняя ссылка «ищущим золота», что, по крайней мере, один переводчик неверно истолковал как «золотоискатели».
Леонардо очень тщательно проанализировал несколько версий колеса с отягощением. с движущимися весами, и показал, почему они не работают.
Более того, вы могли бы попытаться доказать, что, оснастив такое колесо много весов, каждая деталь, даже маленькая, которая в результате перевернулась перкуссии внезапно приведет к падению другого равновесия, и из-за этого колесо будет стоять в вечном движении. Но этим вы обманываете себя … Поскольку крепление тяжелого тела дальше от центра колеса, вращательное движение колеса вокруг его оси станет сложнее, хотя движущая сила может не меняться. [Из Диркса (1861)]
Этот последний комментарий особенно проницателен. На современном языке говорится, что по мере того, как вес перемещается дальше от оси вращения, гравитационный момент на нем больше, но момент инерции колеса одновременно увеличивается, что делает гравитационный момент менее эффективным при увеличении или поддержание движения колеса. Чистая прибыль равна нулю.
| Чертежи Леонардо вечного двигателя. |
|---|
|
Был ли приведенный выше комментарий Леонардо означать общее осуждение всех форм? вечного двигателя? Может быть, и нет, потому что на страницах записной книжки описываются методы подъем воды он включает без комментариев два рисунка невозможного самодействия насосы.Они показывают воду, поднимаемую архимедовыми винтами, сбрасывая ее на верхняя часть водяного колеса, которое, в свою очередь, приводит в движение винты. Они были известны как «мельницы рециркуляции» и встречаются во многих составлены портфолио механизмов. Если Леонардо не полностью понять поведение воды, он был не одинок, для многих заблуждений о гидравлике сохранилось до 17 века. Даже некоторые инженеры-практики думали, что вода имеет движущую силу или «собственную жизнь».
Концепции силы, энергии и импульса не уточнялись до начала 19 век.Леонардо все еще думал об этом. Аристотелизм, как показывают эти примеры [перевод Эдварда МакКарди]:
- Сила – это духовная способность, невидимая сила, насаждаемая случайное насилие во всех телах, увядших от естественного склонность … [Сила] всегда противопоставляет себя естественным желаниям.
- Вес материален, а сила духовна … Они часто производят один другого.
- Солнце обладает веществом, формой, движением, сиянием, теплом и производительной силой; и все эти качества исходят из него без уменьшения.
Аристотелевская наука утверждала, что вещи на небесах совершенны и неподкупный. Следовательно, это последнее замечание о солнце согласуется с Аристотелевское мышление и предполагает, что Леонардо ничего не понимал. как общий принцип сохранения энергии.
Многие чертежи машин Леонардо были непрактичными или даже непригодными для использования. как он их изображает. Большинство из них никогда не было построено и испытано им. Некоторые не были его оригинальные идеи, но были широко известны в его время и в более ранние времена. Часто мы не можем определить, входит ли то или иное устройство в его ноутбуки. был разработан им самим или кем-то еще, и мы не всегда можем знать, было ли Леонардо считал это работоспособным или практичным.
|
Марк Энтони Зимара (1460? -1523?), Был академиком, натурфилософом, врачом, астрологом и алхимиком; интересы, типичные для ученых того времени. В 1518 году он опубликовал научную работу по физике и метафизике, в которой описывает (без изображений) Указания по созданию вечного двигателя без использования воды или груза.
Постройте приподнятое колесо с четырьмя или более сторонами, как колесо ветряной мельницы, а напротив него два или более мощных сильфона, расположенные так, чтобы их ветер быстро вращал колесо. Подключите к периферии колеса или к его центру (в зависимости от того, что изготовитель сочтет лучше) инструмент, который будет приводить в действие сильфон при вращении самого колеса (это будет честью для изобретательности создателя). Случится так, что ветер, исходящий от колеса для вращения, и что сами сильфоны, приводимые в действие вращающимся колесом, будут дуть постоянно.Это, вероятно, не абсурдно, но это отправная точка для исследования и открытия этой возвышенной вещи, вечного двигателя, отправная точка, о которой я нигде не читал, и я не знаю никого, кто бы это разработал. [Тр. Дж. Кастен Талмэдж.]Это один из первых примеров принципа вечного двигателя с «ускорением». [Комбинация винта Архимеда и водяного колеса была более ранним примером.] Устройство A приводит в движение устройство B, которое, в свою очередь, приводит в движение A. Но это было не последнее применение принципа, хотя должно было быть. Обратите внимание, что Зимара утверждает, что это его первоначальная идея. Зимара оставляет другим сложную проблему проектирования механической связи между сильфоном и ветряной мельницей, и он признает, что не знает никого, кто заставил бы такую вещь работать. В этом мы можем быть уверены.
В описании Зимары не было рисунков. Рисунок здесь представляет собой причудливую интерпретацию художника с некоторыми геометрическими инженерными недостатками, которые, даже если их исправить, не позволят устройству работать.
Агостино Рамелли (1531 – ок. 1600) опубликовал в 1588 году большую коллекцию фольги Сокровищница изобретательных машин благородного и знаменитого капитана Агостино Рамелли с текстом на итальянском и французском языках. Он содержал 195 подробных табличек с сопровождающими комментариями. Одна, тарелка 43, привлекает наше внимание. На первый взгляд, просто плавающее водяное колесо для подъема воды из реки (обычное устройство того времени), более внимательное изучение показывает, что внутри водяного колеса находятся два вечных двигателя , колесо Хоннекорта и изогнутый отсек. колесо, оба являются идеями с Востока через Аравию.Рамелли объясняет:
Вы должны знать, что внутренняя часть этого колеса была сделана для того, чтобы угодить джентльмену, который попросил меня сделать это, потому что он подумал, что, поскольку течение реки было слишком медленным, ему должно помочь колесо. Таким образом, любой может воспользоваться им, если сочтет это подходящим.
Итак, если вам нужно больше мощности, просто добавьте вечное колесо, а еще лучше – два! Последнее предложение Рамелли следует интерпретировать как насмешку, указывающую на то, что он не думает, что дополнительные колеса действительно помогают, но, поскольку он создавал это для клиента, который платил за это, покупатель получает то, что хочет.Мы ничего не знаем о личности Рамелли и о том, было ли у него чувство юмора, но я не могу не думать, что этот рисунок был его маленькой шуткой.
При более внимательном рассмотрении оригинальной гравюры видно, что в самой внутренней части колеса есть отсеки с изогнутыми стенками, в каждом из которых есть что-то (вода, галька, свинцовая дробь?). Такие колеса тогда были обычным (хотя и неэффективным) устройством для подъема воды, приводимой в движение течением реки. Он назывался Persian Wheel , horn-drum или De La Faye’s wheel .Такой же дизайн проявляется в конструкциях автономных самомодвижущихся колес. Но на этом снимке внутренняя часть колеса явно не приводится в движение водой из реки.
| Две версии водяного колеса Persian . | Колесо вечного двигателя Бхаскара. |
|---|
|
Витторио Зонка (1568–1602). В его фолио «Novo Teatro di Machine et al. Edificii », (Падуя, 1607 г.) Зонка показывает большую гравюру на медной пластине, изображающую огромную труба для подъема воды. У него была большая герметичная перевернутая U-образная трубка с большим диаметр с одной стороны. На рисунке показана большая трубка (A) слева для опорожнения. уровень воды выше, чем водозабор справа. Эта вода тогда приводил в действие горизонтальную турбину внизу, которая приводит в движение мельничное колесо для помол зерна.Герметичный порт наверху должен был облегчить начальное заполнение трубки водой.
Из-за отсутствия лучшего названия я называю это “извращенным сифоном”, хотя это не так. работают как сифон. (Так сложно назвать устройства, которые не работают.) Не так ли? в 17 веке знали, что сифоны могут поднимать воду только над высотой если отверстие выходной трубы на ниже, чем на уровень воды на входе? Возможно нет. Римские инженеры успешно использовали водопроводные трубы или трубы для транспортировать воду по холмам, но производительность всегда была ниже, чем на входе уровень воды.Эти трубки были крайней мерой для инженеров, потому что вершина трубы не могла быть выше более 10 метров над уровнем воды на входе. Пробирки было трудно запечатать, поэтому чтобы воздух не просачивался в верхнюю часть трубки и в конечном итоге образовывал воздух карман, который нарушил непрерывность воды и остановил поток воды. Возможно, некоторые посчитали, что это всего лишь практические «инженерные трудности». это предотвратило использование сифонов для доставки воды в более высокие уровень.
Помните, что роль атмосферного давления в этих устройствах не учитывалась. понял. Так почему же вода осталась в перевернутой U-образной трубе? Это было объяснено по принципу Аристотеля, что «природа не терпит пустоты», то есть природа будет не допускайте вакуума в верхней части трубки и сделаем все необходимое чтобы предотвратить это. Это объясняло, почему всасывающий насос может поднять столб воды. (но не объяснил, почему он может поднимать воду только на 33 фута).
|
Что же тогда было преобладающим пониманием сифона, что привело к предположение, что он может работать «наоборот», поднимая воду с нижнего на более высокий уровень? Во-первых, почему обычный сифон пропускает воду из верхний предел к нижнему пределу? В случае трубки с одинаковым диаметром с одним концом ниже, чем другой, нижний конец имеет большую длину, измеренную сверху и, следовательно, содержит больше воды, чем более короткая трубка.Балансир смещается вниз на более тяжелой стороне. От аналогии, можно предположить, что вода движется к нижнему концу сифона потому что эта сторона тяжелее. Это соответствовало бы преобладающим считают, что когда что-то тяжелее с одной стороны, это вызывает движение в сторону более тяжелая сторона. Фактически, это центральная идея многих вечных двигателей. предложения машины.
Так что для умного инженера – всего лишь короткий логический шаг – предположить, что Вы можете сделать так, чтобы более короткая сторона содержала больше воды, чем длинная, просто за счет увеличения диаметра более короткой стороны.Он будет содержать больший вес воды, поэтому вода должна течь в эту сторону, даже если с той стороны на большей высоте. Однако вода отказывается подчиняться.
Это то же самое ошибочное объяснение отображается самотечной колбой (позже известной как гидростатический парадокс). Большой вес слева заставляет воду опускаться и вокруг узкой шеи, где вес меньше, а потом вытекает отверстие наверху для пополнения воды в вазе.”Парадокс” состоял в том, что, хотя многим это казалось вполне разумным, чертовски вещь просто не сработала. Фактически, это работало в соответствии с другим Аристотелевский принцип «вода ищет свой уровень». Уровни воды были равны слева и справа, и так и остались.
Эти проблемы много обсуждались во времена Средневековья и Возрождения, когда в мышлении все еще господствовала аристотелевская физика, но ученые начали подвергать сомнению и даже изменять некоторые аристотелевские понятия.К сожалению, многое из этого было сделано аристотелевскими методами: использование чистой аналитической логики без использования экспериментов. Так практично инженерам оставалось только гадать, как все работает на самом деле, и часто с неадекватными или неправильными концептуальными инструментами.
Вот где инженерам следовало бы уделить больше внимания древним источникам. Аристотель утверждал, что «вода ищет свой собственный уровень», а Герон Александрийский имел описал правильную работу сифона с выходом ниже вход и диаметр труб, не влияющих на операция. Ср. Heron’s “Pneumatica”.
Даже Галилей принял принцип «отвращения к вакууму». В 1643 г. Евангелиста Торичелли (1608-1647) экспериментально показал, что давление атмосферы мог бы поднять столб ртути всего на 30 дюймов, и если бы ртуть была используется для заполнения четырехфутовой трубки, а трубка перевернута открытым концом в ртутном резервуаре столб ртути будет всего около 30 дюймов выше уровня водохранилища, с над ним «торичеллианский вакуум».Столб воды можно было только поднять 33 фута таким же образом.
Только в конце 17 века эти недопонимания давления воды решено. Принцип Паскаля показал, что давление в любой точке контейнера жидкости зависит только от высоты от этой точки до поверхности, а не от диаметра или формы емкости.
|
Роберт Фладд (1574-1637), парацельсовский врач, алхимик, астролог, философ-герметик, мистик и член Братства Розового Креста, опубликовал фолиант своих сочинений в 1618 г. (на латыни).В него вошли многие описания машин, некоторые практичные, некоторые прихотливые. К ним относятся водяные насосы различных типов.
Картинку внизу слева часто приписывают Фладду, и многие книги уходят впечатление, что Фладд верил, что это сработает. Но его стиль не согласуется с другими картинами времен Фладда. В “De Simila Naturae” Фладд обсуждает машину, показанную ниже справа, которую он описывает:
Еще одно полезное изобретение для легкого подъема воды, благодаря которому некоторые Итальянец рискнул похвастаться тем, что открыл вечный двигатель.
| Мельница оборотная. Предлагалось использовать вечный двигатель до производить полезную работу (вождение жернова). | Итальянская рециркуляционная мельница. Фладд De Simia Nature 1624. |
|---|
Столбец справа – это насос с цепочкой из кожаных дисков (A).Поднимаемая насосом вода приводит в движение водяное колесо с перерегулированием, которое, через несколько передач приводит в действие помпу. Фладд откровенен в своем мнении о полезность этого устройства.
Итальянец, обманутый собственными мыслями, задумал вода будет подниматься этим насосом, так что колесо будет постоянно в движении; потому что он сказал, что требуется больше силы на конце этой машины, чем в центре; но потому что он рассчитал пропорции мощности неправильные, его обманули на практике.Фладд не надеется, что сможет достичь любая такая машина. постоянное движение.
Нет необходимости указывать, что этот принцип привлекательности был испытан несколько раз людьми, которые часто полностью неопытны в механических принципах и не видели серьезной ошибки что кроется в этих устройствах, и поэтому зря потрачены усилия, деньги и время на старых и никчемных идеях.На рисунке слева, начиная с 1600-х годов, показан вечный двигатель. схема, используемая для создания полезной работы без каких-либо вводных работ.Большинство более ранних устройств до 16 века не требовали производительности. Рециркуляционная мельница Zonca и водяное колесо Рамелли также были предназначены для выполнения полезной работы или увеличения работы, выполняемой естественными источниками (например, проточной водой).
|
Афанасий Кирхер (1601-1680), немецкий иезуит, преподававший в Риме.Его многочисленные интересы были широкими и включали математику, география, астрономия, оптика и магнетизм ( de Arts Magnet ). Он спроектировал и построил автоматические механические музыкальные инструменты, запрограммированные вращающейся привязкой барабан, и написал для них музыку. Он также сконструировал машину для сочинения музыки. Его слыли в некотором роде шоуменом и шутником.
Фолио Кирхера включает в себя воду колесо приводит в движение силовой насос для подъема воды на верхнюю часть колеса, и конструкции для магнитных сфер и колес, постоянно вращающихся в ответ на фиксированные магниты.
| ||||
Согласно одной популярной теории, одна табличка показывает круговорот воды. Вода всасывается в водовороты в озерах, проходит через трещины в скала и капиллярным действием поднимается на вершины гор, где фонтанирует весной. Эти источники – источник горных ручьев, которые, в свою очередь, питают озера.В этот период истории многие не могли принять, что вся вода в ручьях и реках может происходить из осадки. Кроме того, многие все еще считали, что вода обладает некоторой врожденной способностью. подняться против силы тяжести. Возможно, им следовало вернуться к Аристотелю, кто знал, что «Вода ищет свой уровень».
| Круговорот воды Кирхера. |
|---|
Эдвард Сомерсет , шестой граф и второй маркиз Вустер (1601-1667) опубликованы в 1663 году Век названий и размеров таких изобретений, как в настоящее время Я могу вспомнить, пробовали и усовершенствовали , обычно обозначаемый как A Век изобретений.Сомерсет был видным общественным деятелем, интересовался наукой, механикой и математикой и внес полезные предложения и улучшения для них, особенно для использования пара в качестве движущей силы. Он претендует на звание изобретателя паровой машины. PDF-файл его книги можно бесплатно скачать в Интернете и, конечно же, больше ничего не стоит.
В статье 56 th своей книги он описывает неуравновешенное колесо в некоторых деталях. Оригинальное книжное издание of A Century of Inventions не дает изображения описываемой машины.[Изображение, которое часто публикуется как колесо с отягощением Сомерсета. был опубликован позже Дезагюлье и датируется 1720 г.]. Эскиз раскрывает ничего, потому что на нем изображено не более чем большое закрытое колесо с относительно небольшая ось, к которой привязан трос для подъема тяжестей и выполнения другие механические работы. Вот описание Somerset, в котором нет таких заявлений:
56. Обеспечить и сделать так, чтобы все веса нисходящей стороны колеса, должны быть всегда дальше от центра, чем точки крепления стороны, и все же равны по количеству и весу с одной стороны, чем с другой.Наиболее невероятная вещь, если бы не видел; но пытался перед покойным королем (благословенного памяти) в Башне по моему указанию, двое чрезвычайных послов сопровождали Его Величеству, герцогу Ричмондскому и герцогу Гамильтонскому, с большей частью Суд его посетил. Колесо было четырнадцать футов в высоту и было сорок веса по пятьдесят фунтов за штуку. Сэр Уильям Балфор, в то время лейтенант Башня, может это оправдать, с несколькими другими. Все видели, что не раньше эти огромные веса прошли линию диаметра нижней стороны, но они висел на фут дальше от центра; ни раньше не прошел линию диаметра верхней стороны, но они висели на фут ближе.Приятно судить о последствие.Вот и все. Это все, что он сказал. Никто не утверждает, что колесо вращалось само по себе, только то, что оно всегда было тяжелее с одной стороны. Но многие, кто пишет о вечном двигателе, предполагают, что он действительно вращался из-за своего дисбаланса. Искатели вечного двигателя идут здесь по тупиковой дороге.
Жаль, что у нас нет отчета о реакции Короля на эту неубедительную демонстрацию. Загадочное “Невероятная вещь, если бы не видел”… “часто цитируется, как если бы это было каким-то глубоким смыслом.
Иоганн Эрнст Элиас Бесслер (советник) Орфирей (1680-1745), немецкий поляк, был советником принца Гессен-Кассельского (Германия). Он изучал теологию и медицину, но его интересы сосредоточился на механике, особенно на часовом деле. Он утверждал, что экспериментировал с 300 различными вечными двигателями, наконец, сделав два работающих вечные двигатели между 1712 и 1719 годами.Когда правительство Гессен-Кассель обложил налогом деньги, полученные от тех, кто увидеть его колесо (которое он отдал на благотворительность), он разрушил (разобрал) колесо в припадке злость. Бесслер обладал непостоянным темпераментом, чередовавшимся между меланхолия и сильный гнев.
Бесслер опубликовал в 1717 году брошюру (на немецком и латинском языках) под названием Perpetuum. Мобильные триумфаторы Орфиреуса . В нем он жалуется на своих критиков. и противники: представители научного мира, высокопоставленные лица, общественность в целом и пресса.В это время он пользовался благосклонностью Принц Гессен-Кассельский, который предоставил ему жилье и другую поддержку. Бесслер утверждал, что ему удалось заставить “мертвый материал не только двигаться сам по себе, но поднимайте тяжести и выполняйте работу », и он заявил, что« даже самые глубокие математики и наиболее образованные люди постоянно ошибаются »в своих оценках его изобретения. В этом есть доля правды.
Из 300 машин, построенных Бесслером, четыре были публично выставлены на продажу. продемонстрировали, и наблюдатели подробно рассказали о них.Некоторые ценности в следующую таблицу следует рассматривать как приблизительную, для разных аккаунтов дают немного разные числа. В некоторых учетных записях размеры указаны во фламандских углах (27 дюймов), некоторые в Лейпцегских эллах (22,3 дюйма), некоторые в рейнских футах (31,4 см) и некоторые в дюймы и футы, и кто знает, что некоторые переводчики делал при конвертации мерок. Элль был единицей, обычно используемой для измерительная ткань, а также английские эльсы и шотландские элли, все разные.Нам не нужно беспокоиться об этих вопросах здесь, с единственной целью Данная таблица дает общее представление о размерах машин.
| Дата | Место | Диаметр | Толщина | Диаметр оси | Длина оси | Диаметр подшипника | Подъемная масса | Скорость (без нагрузки) | Скорость (нагрузка) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1712 | Гера, Ройсс | 3 фута | 4 в | несколько фунтов | 50 об / мин | ||||
| 1713 | Драшвиц | 5 футов | 6 в | 40 фунтов | 50 об / мин | ||||
| 1715 | Мекельберг | 6 футов | 12 в | 6 дюймов? | 70 фунтов | ||||
| 1717 | Кассель Вайссенштайн | 12 футов | 14-18 дюймов | 8 в | 6 футов | 3/4 дюйма 1 дюйм? | 70 фунтов | 26 об / мин | 20 об / мин |
В 1717 году Бесслер построил свое самое большое колесо, которое ландграф Гессенский разрешил построить и запустить в закрытой запертой комнате, закрепленной с помощью Печать ландграфа от 12 ноября 1717 года.26 ноября комнату открыли, и колесо найдено все еще работает. Комната была снова закрыта и открыта только 4 января. 1718 г., когда было обнаружено, что колесо все еще вращается, очевидно, с той же скоростью, что и оно. было, когда началось в ноябре. Многие пришли посмотреть на это машина с восхищением и удивлением. Бесслер описывает это колесо следующим образом:
| Бесслер сказал, что придумал имя «Орффирей», равномерно расположив буквы алфавита вокруг колеса, затем перевод букв «Бесслера» прямо по диаметру колеса, чтобы получить “Орффайр”, затем латинировать Это.Если бы это было его метод это может быть символом предполагаемого принципа его вечного двигателя колесо, перемещающее грузы поперек оси колеса. |
Я привел все в свежий порядок и начал работу в поспешном режиме, все делал в манере тех, которые я уже сделал и уничтожил, только с несколькими изменения размеров так называемого поворотного колеса. Как точильный камень можно назвать колесом, так может быть названа основная часть моей машины.Внешняя часть этого колеса обернута или покрыта вощеным полотном. в виде барабана. Это цилиндрическое основание было 12 рейнских футов в диаметре. толщина от 15 до 18 дюймов, средняя ось длиной 6 футов и 8 дюймов по толщине. Он поддерживается в движении на двух заостренных стальных балансирах, каждый толщиной в 1 дюйм; и колесо подвешено вертикально. Движение модифицированный двумя маятниками, как показано на гравюре в конце этой книги.Внутренняя структура колеса соответствует законам механический вечный двигатель, устроенный таким образом, что за счет установленных весов один раз в вращения они получают силу от своего собственного раскачивания и должны продолжать движение до тех пор, пока их структура не теряет своего положения и расположения. В отличие от всех других автоматов, таких как часы, пружины или другие подвесные грузы. которые требуют наматывания или продолжительность которых зависит от цепи, к которой крепится их, напротив, эти веса являются существенными частями и составляют сам вечный двигатель; как от них исходит универсальное движение которые они должны выполнять, пока остаются вне центра тяжести; и когда они приходят, чтобы быть помещены вместе, и таким образом расположены друг против друга что они никогда не смогут достичь равновесия, или punctum quietus , которые они непрестанно ищут в своем чудесном быстром полете того или иного из них должен приложить свой вес вертикально к оси, что, в свою очередь, также двигаться.
В этом отрывке Бесслер говорит нам, что:
- Это колесо не запускалось автоматически; ему нужен был толчок, чтобы заставить его двигаться. Это могло бы вращайте в любом направлении. Его предыдущие колеса запускались автоматически, но вращались только в одном направлении.
- Бесслер утверждал, что он не получал свою силу от пружин или падений. веса, как это было обычно с автоматами и часовыми механизмами. Внутри него было много движущихся грузов, расположенных так, чтобы удерживать колесо постоянно разбалансировано.
Бесслер имел репутацию очень искусного часовщика, а такое большое колесо может очень долго выдерживать движение маховика. Часы можно было заставить работать год без завода. Некоторые предполагали, что по периметру колеса было много отсеков, в каждом из которых находился подвижный вес. внутри. Некоторые даже думали, что внутри может быть животное или маленький человек, но Я думаю, что эти домыслы можно отбросить.
По-видимому, только один человек имел честь увидеть часть внутренней части колеса, покровитель Бесслера, Карл, ландграф Гессен-Кассель, и он поклялся хранить тайну.Но все ли он видел внутри или только то, что хотел Бесслер? Совершенно неясно, видел ли Карл все отсеки открытыми на в то же время. Смотрел ли он на то, что может быть спрятано за очевидные механические детали, в заднюю панель самого колеса или внутри ось диаметром шесть дюймов? Рассмотрим сценические иллюзии фокусников, в которых люди и даже животные могут быть скрытым за продуманной конструкцией шкафа или другого сценического оборудования, а также за простая стратегия открытия разных частей коробки в разное время.
| Иллюстрация из брошюры Бесслера 1715 года, до создания колеса Вайссенштейна . Вид сбоку слева, вид лица справа. От Руперта Гулда, Oddities тарелка III. Нажмите на картинку, чтобы увеличить и получить более четкую версию. |
|---|
Колеса Бесслера были связаны с двумя маятниками, приводимыми в движение осью колеса, и мы, вероятно, можем согласиться с его утверждением, что они регулируют скорость колеса.Некоторые рисунки показывают веревку, обернутую вокруг большей оси, проходящую к шкиву в полу, а затем к шкиву у крыши, к которому был прикреплен груз. Возникает вопрос, зачем понадобился дополнительный шкив и почему эта веревка проходит через отверстие в одной из вертикальных опор колеса. Эта дыра наверняка ослабит эту поддержку и кажется ненужной. Очевидно, что некоторые детали на этих чертежах не в масштабе, хотя общий масштаб указан правилом вдоль нижнего края чертежа. (Единицы измерения – лейпцигские элли.) На приведенном выше рисунке показан штамповочный стан, приводимый в движение штифтами на оси слева. Он также показывает тормоз возле нижнего края колеса. На некоторых иллюстрациях показан веревочный ремень, приводящий в движение архимедов винт для подъема воды.
В большинстве источников говорится, что груз был «коробкой кирпичей на 70 фунтов». Этот же рисунок приведен для демонстрации колес различных размеров. Тем не менее, ни один отчет не вызывает на этот счет подозрений, и никто не сообщает о каких-либо независимых измерениях его фактического веса.(Я видел один источник, в котором говорится, что одно из колес Бесслера, вращающееся со скоростью 50 об / мин, подняло 16 кг (35,274 фунта) на расстояние 1,5 м (4,9 фута) – несколько более правдоподобные значения.) Ни в одном из источников не упоминается, что кто-то действительно исследовал кирпичи в коробку, чтобы убедиться, что они были прочными. Это лишь одна из многих деталей, которые кажутся немного «подозрительными» и приводят нас к выводу, что существующие отчеты о публичных демонстрациях, к сожалению, не содержат важной информации и не так впечатляют, как они могут показаться при первом чтении.Некоторые, кто рассказывал эту историю, возможно, копировали других, а также преувеличивали.Некоторые из более поздних колес могли вращаться в любом направлении, и они оба поднимали и опускали этот ящик с кирпичами, когда он был соединен с колесом. Независимо от веса коробки, энергия, необходимая для ее подъема, в значительной степени возвращалась при ее опускании, поэтому повторные подъемы и опускания не особо впечатляют.
|
Ландграф нанял естествоиспытателя и инженера профессора Гравенсанда из Лейдену (1688-1742) для исследования машины.Он наблюдал это (не будучи позволили заглянуть внутрь) и описал это в письме сэру Исааку Ньютону.
«… пустотелое колесо, что-то вроде барабана, покрытое брезентом, чтобы его не было видно изнутри. Я осмотрел оси и твердо убежден, что ничто извне колеса не способствует его движению».У нас нет сведений о том, что Ньютон когда-либо отвечал. Ньютону не нравилось быть частью любые разногласия.
Профессор заметил (как и другие), что при остановке колеса а затем отпущенный, он постепенно возобновит свое движение с исходной скоростью в пределах нескольких оборотов.Его письмо, кажется, поддерживает утверждения о том, что машина двигалась самостоятельно.
Узнав об этом, Гравенсанде осмотрел машину. без его согласия Бесслер снова уничтожил машину, оставив сообщение на стене о том, что он был вынужден сделать это дерзость Gravensande. Он не должен был быть таким поспешным, потому что Gravensande внимательно осмотрел колесо и его подшипниковые опоры, и ничего подозрительного там не нашел.
Естественно, Бесслера подозревали в мошенничестве в этом деле. Распространялись необоснованные истории о том, что служанка подписала клятву, что в соседней комнате она повернула ручку держать колесо в движении. Возникает очевидный вопрос: почему s ‘Gravensande не проверил соседнюю комнату, потому что в ней могло быть больше чем просто ручная рукоятка – механизмы, которые, возможно, не были замечены или понятый горничной, но мог бы много значить для Gravensande, видел ли он их.Такие обвинения заставили Бесслера сконструировать свои самые впечатляющая машина в центре комнаты, хорошо удаленная от стен, чтобы развеять любые подозрения. Это сложно, если не невозможно, чтобы судить о достоверности деталей таких обвинений, это задолго до того. Точно так же невозможно судить о точности и достоверности наблюдателей, которые с энтузиазмом восприняли демонстрации как доказательство вечного движения. Нет никаких оснований сомневаться в том, что во всех демонстрациях Бесслера был замешан обман, но точно , как это было выполнено в каждом конкретном случае, может быть не более чем предположением.Помните также, что эти устройства были сделаны как минимум четырех разных размеров и демонстрировались в разных местах и под разные обстоятельства. Хотя многие внешние конструктивные особенности в них схожи, у нас есть нет уверенности в том, что их внутренние механизмы были одинаковыми во всех случаях. В зависимости от обстоятельств обман мог принимать различные формы.
Нетрудно предположить, что публичные демонстрации колес могли быть выполнены, так как они были непродолжительными (обычно не более получаса) и не требовали большого выхода энергии.В этих случаях колесо наблюдалось в движении. во время короткой демонстрации, затем он был остановлен. Затем он был перезапущен на еще одна демонстрация, и иногда колесо снимали с опор и заменяли, или поставить на другой комплект опор. Однажды цилиндрический свинцовый груз был извлечен для исследования изнутри колеса, а затем заменен Бесслером. Учетные записи говорят, что это было По оценкам, весит 4 фунта, но не говорят, занимался ли им кто-нибудь, кроме Бесслера, и не говорят, что кто-то независимо взвешивал его.
Наиболее широко документированной и обсуждаемой демонстрацией была демонстрация, в которой ходовое колесо было помещено в замковую комнату, комнату полностью опечатали, охраняли, и открыл через 10 дней, чтобы обнаружить, что колесо все еще работает. Комната была закрыта снова и открылся через 43 дня, когда колесо снова было обнаружено работающим. Большинство людей предполагало, что он работал непрерывно в течение 53 дней – почти два месяца. За это время все двери и окна в комнате были закрыты и опломбированы.Камень стены были в фут толщиной. Ни у кого не было возможности проверить, действительно ли колесо вращалось в течение всего времени. Колесо могло быть легко остановлено после комната была запечатана и началась снова как раз перед тем, как комнату открыли. Кроме того, нет никакой гарантии, что это колесо имело ту же внутреннюю конструкцию, что и колеса, которые использовались в других, более публичных демонстрациях. Вместо того, чтобы быть убедительным экспериментом, это вызывает подозрение, что Бесслер был участие в обмане, который используют сценические фокусники.Происходит волшебство вне поля зрения, чтобы скрыть секрет. И нет никакой рациональной причины для чего-либо происходить вне поля зрения в этом случае.
- Герметизация помещения должна была быть полной, чтобы никто не мог видеть внутрь, чтобы убедиться, что колесо вращается. Иначе не было бы необходимости через 10 дней открыть комнату и убедиться, что еще работает. Почему не было оставлено открытое маленькое окошко, куда проникал свет, чтобы кто-нибудь в любой момент можно было заглянуть внутрь и убедиться, что он запущен? В конце концов, охранники были вывешен у двери, так что это не поставит под угрозу безопасность.У нас очень хорошо Повод для подозрений, что в закрытых интервалах колесо вращалось на , а не на .
- Нет упоминания о том, что это колесо выполняло какую-либо работу до, во время или после этой демонстрации. Механизм колеса мог сильно отличаться от механизма колес, использованных в рабочих демонстрациях. Мне кажется любопытным, что большинство авторов по этой теме просто предполагают, что это колесо было точно таким же, как и другие, хотя это не находит подтверждения в исторических записях.
- Во время демонстрации всех предыдущих колес Бесслера наблюдатели отметили шум колес. Стук груза внутри колеса был отчетливо слышен, и некоторые сообщили, что слышали «царапающие звуки» (например, из-за сильно скрученной пружины?). Могли ли эти шумы не быть слышны даже за пределами запечатанного помещения? Если бы эти звуки были слышны в течение всех 53 дней наверняка кто-то назвал бы это убедительным доказательством в пользу Бесслера. Если бы звуки прекратились после того, как комнату запечатали, наверняка кто-то назвал это доказательством мошенничества.Но никто даже не упоминает ни звука. Почему комната была запечатана так плотно, что через одну из запечатанных дверей не было слышно ни звука? Если позволить некоторому звуку быть услышанным в течение всех 53 дней, Бесслер мог бы просто сделать демонстрацию более убедительной.
| Таким образом, это механическая игрушка и иллюзия, и если в будущем кто-то захочет взять на себя труд писать о механических шарлатанах, это колесо заслуживает самого высокого и самого выдающегося положения среди них.- Кристиан Вагнер, математик (1715) |
Что действительно удивительно, так это то, как многие люди сегодня все еще думают о бесслеровской машины, возможно, действительно были честными и что они были подлинными вечными движение. Апологетике Бесслера было посвящено много слов, часто проявляя изобретательность в рационализации, столь же изобретательно, как Сам Бесслер.
Хотя публичная деятельность Бесслера привлекает наибольшее внимание, а доказательства мошенничества убедительны, он, возможно, в то же время был вовлечен в искренний поиск вечного двигателя.Он работал над книгой со 140 иллюстрациями, поразительной коллекцией вечных двигателей своего времени и прежних времен. Там мы находим неуравновешенные колеса востока и даже простые народные игрушки. Он назвал это своим «большим трактатом по механике». У Билла Макмертри есть эти дизайны на своем сайте. Maschinen Tractate, и он планирует перерисовать их все (оригиналы часто в очень плохом состоянии) с переводами сопроводительного текста, чтобы сделать их доступными в виде книги.Эта коллекция настолько обширна, что я часто получаю рисунки от людей, которые предполагают, что они изобрели новый вечный двигатель, которые оказываются незначительными вариациями одного Бесслера, включенного в эту коллекцию.
Билл Макмертри собрал информацию и фотографии о деле Бесслера на своем веб-сайте, посвященном возвращению Орфиреуса. У Джона Коллинза есть множество материалов в Колесе тяготения Иоганна Бесслера.
Джейкоб Леупольд (1674 1727)
Интересы и таланты Якоба Леупольда были сосредоточены на «механических вещах».Он был создателем приборов для экспериментальной физики, ученым, математиком, педагогом и экономистом. Его очень популярная и влиятельная книга Theatrum Machinarum Generale ( The General Theory of Mechanics , Leipsic, 1724) представляла собой собрание механизмов и машин многих видов и была названа первым систематическим анализом машиностроения. Он включал в себя конструкцию парового двигателя высокого давления без конденсации, очень похожего на те, что построены почти столетие спустя.Как и в случае с большинством книжных сборников механизмов, он проанализировал обычное колесо вечного двигателя, известное сегодня как «колесо Леупольда», хотя Леупольд не изобретал его, и он очень четко заявил, что оно не может работать, основываясь на его тщательном анализе.
| Колесо Leupold. |
|---|
Выдержка из: Theatrum Machinarum Generale , Leipsic, 1724. p. 31-33.
Perpetuum Mobile, или машина, которая работает без внешнего источника питания и не останавливается, пока материал остается в силе и ничего не ломается, двигаясь сама по себе, сегодня так хорошо известны под названиями, что даже мелкие мастера, даже сапожники и портные, не только говорят об этом. , но представьте, что они могли бы сделать такую вещь, если бы у них были только деньги и время.Поскольку это то, что многие искали с большим желанием, затратами времени и денег, то, безусловно, это вечный двигатель.Последний абзац предполагает, что Леупольд осознал, что «вы не можете получить больше, чем вложили».Хотя он использует фунт как меру работы, мы не сомневаемся, что он хорошо знал закон Архимеда о рычаге, в котором два разных веса с разными плечами рычага могут находиться в равновесии.И это желание даже сегодня настолько глубоко укоренилось во многих, что они скорее позволили бы себя забить до смерти, чем признались бы в своей неудаче.
Причина в том, что у этих людей нет основ механики. Многие не умеют рассчитывать движения и поэтому начинают строительство на основе воображения и случайных экспериментов.Итак, всем, кто упорно ищет вечный двигатель, вы должны им сказать:
1. Они должны спроектировать его с использованием простейших компонентов, поскольку чем больше в нем шестерен, зубьев и материалов, тем меньше шансов на успех. И если успех не достигается с помощью простоты, он не будет достигнут с использованием композитных машин.Хотя среди многих сотен или даже тысяч искателей ни один не нашел вечного двигателя, не все эти усилия были напрасными, потому что многие из них нашли свой путь к механике, которая в противном случае не имела бы этого в виду.Все, что они узнали, – это то, что человек не может достичь большего в механике, чем позволяет Бог, и что одним фунтом нельзя сдвинуть ничего, кроме одного фунта, но только поддерживать его в равновесии. Но если их должно быть больше, тогда должно быть доступно больше места и времени, и поэтому всех тех, кто хочет достичь большего, поскольку это возможно с машинами в соответствии с принципами механики, следует охарактеризовать как примеры д-ра Бехера. «мудрые дураки».Кроме того, 2. Никто не может начинать работу, если он не проанализировал машину на бумаге: трение, покой, центробежные эффекты частей, движущихся по кругу к периферии, расстояния; все хорошо измерено и просчитано.
И, 3. Те, кто не может производить эти вычисления и не понимает принципов, должны воздержаться и оставить задачу другим. Они не только потеряют время и деньги, но, что еще хуже, никогда не найдут удовлетворения. Я мог бы привести много примеров.
Комментарий Леупольда о необходимости «большего пространства и времени» для достижения большего, чем позволяют законы механики, предполагает, что он понимает, что машины ограничены геометрией, и что только допуская другую геометрию, можно вообразить обход этих законов. Но, возможно, мы слишком много вложили в загадочный комментарий.
Леупольд не претендовал на опровержение возможности вечного двигателя. В самом деле, он слышал отчеты о демонстрациях Бесслера из вторых рук и, казалось, принимал их.
Несмотря на это, мы считаем, что вечный двигатель не является невозможным, как это было продемонстрировано всему миру советником Орфиреем и засвидетельствовано княжеским словом ландграфа Гессенского Касселя, принца, который сам хорошо разбирался в науке механики и так подробно внимательно изучил и заметил это чудесное движение, которое находилось у него на суде в течение двух месяцев; все это время он держал машину в герметичной камере.”[Диркс, том 1, стр. 22]
Доктор Уильям Кенрик (1725? -1779), писатель и сатирик, опубликовано в 1770 году. «Лекция о вечном двигателе», в котором он описывает изобретения маркиза Вустера и советника Ориффирей и другие идеи вечного двигателя. Кенрик преследовал это химера довольно давно.
Однако я полагаю, что это одна из заслуг нашего предшественника. право на стойкость; прошло уже пятнадцать лет с тех пор, как я впервые участвовал в этом недоразвитии, которое я с тех пор продолжал почти без всяких ограничений. усидчивость, и это не только со значительной тратой времени и средств, но и под постоянным унижением слышать его одинаково высмеивают те кто знает, и теми, кто не знает ничего по этому поводу.
Кенрика раздражают математики, которые утверждают, что доказали, что невозможность вечного двигателя, но Кенрик утверждает, что «Нет такого демонстрация никогда не была опубликована кем-либо “. Он описывает демонстрации маркиза Вустера, отмечая:
… хотя руль был достаточно вежливым, чтобы повернуться, пока его величество был в настоящее время нельзя было убедить его быть таким покладистым в его отсутствие.Математики отомстили за короткий триумф ошибочного Маркиза, но и сами заблуждались, думая, что разгромили проблема в том, что при охоте на шакала они уничтожили льва. Вечное движение выжило; у него все еще есть свои защитники; Профессор Gravensande и John Bernoulli сохранили его практическую возможность, прежнее давая свои показания в пользу машины Орфиреуса, после долгого и тщательного экспертиза.
Епископ Джон Уилкинс (1614-72), вероятно, наиболее известен как основатель и первый секретарь Британского королевского общества (основанного в 1660 году и получившего Королевскую хартию в 1662 году). Он составил книгу Математическая магия в период истории, когда “магические искусства” уступали место «научное и механическое искусство», и люди начали понимать, что многие вещи, которые когда-то считались магическими, могут быть поняты наукой.
| Магнитный вечный механизм Уилкинса. Диркс (1861 г.). | Епископ Джон Уилкинс. |
|---|
Ранее, в 1600 году, появилась книга Уильяма Гилберта de Magnete . Читатели были очарованы отчетами Гилберта о его экспериментах с магнитные магниты, и эти открытия новой науки о магнетизме подогревали их воображение.Некоторые неправильно поняли и неправильно применили эту новую науку. Иоганн Кеплер пробовал (и отбросил) многие идеи для объяснения движения планет. Одним из них была гипотеза о том, что Солнце представляет собой огромный магнит, поле которого каким-то образом удерживал планеты в движении. Антон Месмер считал, что магниты могут воздействуют на человеческое тело, и что они могут передавать свое «магнитное влияние» человеку, который, в свою очередь, может передать его другим. Так родилось понятие «животный магнетизм» и «месмеризм».
|
Уилкинс обсуждает «трудность» достижения вечного двигателя и рассматривает подробно устройство, приписываемое Шотту (в его 1659 г. Thaumaturgus Physicus, sive Magiae Universalis Naturae et Artis ) Иоганну Тайсниеру [Dircks, 1870, п. 93]. Он состоит из двух наклонных рамп, железного шара и магнитного камня. застегивается сверху.[Это был «одетый» магнит, естественный кусок магнитного руда, заключенная в железный шар, который использовался в экспериментах Гилберта.] магнетит наверху (A) вытащил шар (F) по прямой рампе, где он провалился через отверстие (B) на нижнюю рампу, скатился и еще одна дыра (F) к прямой рампе, где ее снова подняли. Четко эта идея требует гораздо большего обдумывания и работы. Почему мяч просто не оставаться наверху, сильно прижатым к неподвижному магниту? И если бы это было провалиться через верхнюю дыру он все равно будет под притягивающим влиянием магнита вверху.Трудно представить кого-либо, кто когда-либо работал с магниты относились к этому серьезно, но многие более поздние изобретатели так и сделали, тщетно пытаясь вариации. Даже сегодня энтузиасты вечного двигателя экспериментируют с фантастическими вариации «магнитных двигателей» в надежде, что новая магнитная технология и более сильная магниты заставят их “уйти”.
После подробного обсуждения практических трудностей Уилкинс наконец получает в нижнюю строку, отметив, что «пуля не проваливается сквозь отверстие, но подняться на камень.”Но у него все еще есть надежда, что такое устройство можно заставить работать:
Так что ни один из всех этих магнитных экспериментов, которые до сих пор не проводились, обнаружены, достаточны для создания вечного двигателя, хотя такие качества кажутся ему наиболее подходящими; и, возможно, в дальнейшем это может быть сделано из них.
Сэр Уильям Конгрив (1772-1829) был политиком и изобретателем.Его изобретения включали широко используемую военную ракету, процесс цветной печати и новую конструкцию парового двигателя. В 1827 году, выздоравливая после болезни, он изобрел вариант классической идеи вечного двигателя с наклонным самолетом и цепью, которая оказалась бесполезной, как показал Саймон Стевин. Конгрив использовал наклонную плоскость, три направляющих ролика и цепочку из губок! Губки с левой стороны были тяжелыми, потому что они намокли. с водой из-за капиллярных эффектов, вызывая несбалансированную силу вниз.Их протащили через резервуар, а затем вверх по склону. Когда они поднимались по склону, веса двигаясь над ними, выжимали воду, делая губки легче.
| Губчатый ремень Конгрева вечный двигатель. | Сэр Уильям Конгрив (1772-1829) |
|---|
Описание этого появилось в Атласе (Лондон) и в этом аккаунте. был перепечатан в журнале The Mechanic’s Magazine (Лондон), оба в 1827 году.Мы можем только догадываться, пытались ли некоторые это построить и были разочарованы, или был ли ни у кого, способного его построить, была хоть малейшая уверенность в том, что он сможет работа, поэтому не пробовал. Позже сэр Уильям опубликовал за свой счет брошюру, объясняющую и защищающую его веру в эту идею. Пока нет доказательств он когда-либо строил один для испытаний. Интересно, почему, ведь он наверняка мог предоставляли материалы и могли нанять опытных механиков, чтобы построить такая относительно простая машина.
Литература и дополнительная литература:
Когда я впервые заинтересовался этой темой, большинство этих ссылок были редкими, трудно найти книги. Мне посчастливилось иметь их копии. Теперь [2012] многие из них доступны в виде бесплатных электронных книг. Другие доступны в дорогих переизданных изданиях. Теперь нет никаких оправданий тому, что любой подающий надежды изобретатель вечного двигателя игнорирует долгую историю этого предмета.
- Ангрист, Стэнли В.”Perpetual Motion Machines” в Scientific American , Январь 1968 г. Эта статья также в журнале Sci. Амер. переиздание книги.
- Ангрист, Стэнли В. и Лорен Г. Хеплер. Порядок и хаос . Основные книги, 1967. [QC311.A5]
- Коллинз, Джон. Вечный двигатель: разгадана древняя тайна? Пермо Публикации, 1997, 2005. История Иоганна Бесслера, составленная из первоисточников.
- Диркс, Генри.(1806-1873) Вечный двигатель, или поиск собственных мотивов власть в 17-18 и 19 веках. Лондон, E. & F. Spon, 16. Баклерсбери, 1861 год. Роджерс энд Холл Ко., 1916 год.
- Диркс, Генри. (1806-1873) Вечный двигатель, или история поисков для двигательной силы с 13 по 19 века. Лондон, Э. и Ф. Спон, 48 Чаринг-Кросс, 1870 г.
- Диркс, Генри. (1806-1873) Напротив, научные исследования или практика С химерическими стремлениями на примере двух популярных лекций.I. Жизнь Эдварда Сомерсета, второго маркиза Вустера, изобретателя парового двигателя. II. Химеры науки: астрология, алхимия, квадрат круга, вечный Mobile, Etc. London, E. & F. N. Spon, 48, Charing Cross, S. W. 1869.
- Гарднер, Мартин Причуды и заблуждения во имя науки. Dover, 1952, 1957. Это классика. В этой книге нет главы о вечном двигателе, но комментарии Гарднера о психологии псевдоученых и чудаков одинаково применимы ко многим вечным двигателям.Его комментарии о вечном двигателе см. В следующей ссылке.
- Гарднер, Мартин. Perpetual Motion: иллюзия и реальность , Foote Prints, (домашний журнал Foote Mineral Co., Экстон, Пенсильвания.) Vol. 47, No. 2, 1984, p. 21-35.
- Херринг, Дэниел Вебстер (1850-1938). Недостатки и заблуждения науки. Ван Ностранд, 1924 год.
- Хискокс, Гарднер Д., М.Е. Механические устройства и новинки строительства. Нормальный W. Henley Publ. Co., 1927 год. Глава 23, доступная в Интернете, представляет собой чудесный ресурс, содержащий около 60 вышедших из строя механических устройств с изображениями. Имена изобретателей, даты и номера патентов обычно не приводятся, и в этом источнике не указываются причины, по которым устройства не работают. Преамбула Хискокса предполагает, что научные мнения разделились относительно возможности вечного двигателя. Но его описание многих из этих устройств показывает, что он не сомневается в их невозможности, и он, кажется, говорит: «Конечно, вы понимаете, почему они явно не работают, поэтому мне не нужно это объяснять.”Увы, что Это совсем не очевидно для многих изобретателей, даже сегодня, которые торгуют незначительными вариациями этих старых и дискредитированных идей, полностью уверенные, что они должны работать. Если вы только что изобрели, казалось бы, изумительный вечный двигатель, вам лучше взглянуть сюда, чтобы узнать, было ли это сделано раньше. Если да, можете быть уверены, что это не сработает.
- Ястров, Джозеф. История человеческой ошибки. D. Appleton-Century Company, 1936. Глава У.Ф. Г. Суонн. Книги для библиотек.
- Мур, Клара Блумфилд. Кили и его открытия. (Перепечатка издана с предисловием Лесли Шепарда, University Books, 1972 ?. Оригинальное издание, 1893 (?).) Миссис Мур была одной из самых верных сторонниц Кили. Объяснения Кили своих теорий были непонятны даже тем, кто сочувствовал его работе, и эта книга предоставляет множество примеров этого.
- Орд-Хьюм, Артур В. Дж. Вечный двигатель. St Martins Press, 1978.Орд-Хьюм был инженером, который много писал об старинных часах и других механизмах. Но его бесцеремонные «опровержения» многих вечных двигателей банальны и вводят в заблуждение. Некоторым частям, особенно главе 6, трудно следовать. Но книга имеет то достоинство, что она до сих пор печатается в мягкой обложке, и как исторический обзор предмета стоит того, чтобы ею владели. Однако рисунки в репринтном издании Barnes and Noble воспроизводятся плохо. В некоторых интернет-источниках есть эта бесплатная электронная книга, но некоторые иллюстрации воспроизведены плохо.
- Фин, Джон. Семь безумств науки. Д. Ван Ностранд, 1906. Чертежи очень четко воспроизведены, видимо, перерисованы из первоисточников. Объяснения часто не попадают в цель.
- В журнале Scientific American, 1884 есть ссылки на Дж. У. Кили, как правило, уничижительные и даже саркастические. 19 марта, с. 196. 5 апреля, с. 213. 11 окт., С. 230. Это бесплатно в Интернете.
- Веранс, Перси (Псевдоним!). Постоянное движение. Специализированная компания по просвещению 20-го века., 1916. Это материал из Диркса. книги, переработанные и сжатые “для широкого читателя”, и многие оригинальные иллюстрации. Очевидно, это розенкрейцерское издание из серии под названием: History, Explanation and Prophecy Illustrated, . Предупреждение: хитрый псевдоним недавно присвоили несколько человек, не имеющих отношения к анонимному автору этой книги.
Читаемый отчет об истории Бесслера находится в:
- Гулд, Руперт. Странности, Книга необъяснимых фактов. 1928, 1944, 1964, Университетские книги 1965. Глава V, Колесо Орфирея.
Текст © 2007, 2012 Дональд Э. Симанек.
Вернитесь в главную галерею Музей неработающих устройств .
Вернитесь на главную страницу Дональда Симанека.
Музей неработающих устройств
Это, как и многие другие страницы на этом сайте, находится в стадии разработки. Ожидайте исправлений и добавление нового материала.Поскольку эти страницы написаны по частям через долгое время идеи обязательно будут повторяться. Это может раздражать тех, кто читает от начала до конца, и может быть просто отлично для тех, кто читает эти страницы по частям.
Читальный зал.Связанные галереи.
Интернет-ресурсы.
- Обманы Питера Парсонса. На этих страницах мы не много говорим о преднамеренном современном мошенничестве и обмане.В этом нет необходимости, потому что этот отличный сайт полностью их разоблачает. Нажмите на вкладку «мошенничество», чтобы узнать больше. На сайте также есть информация как о подлинных, так и о фиктивных стратегиях энергосбережения.
| Искатели вечного двигателя пытаются получить что-то из ничего. |
Главная Галерея
Это никогда не сработает!
| Стан замкнутого цикла, 17 век. |
|---|
Термин «вечный двигатель» имеет несколько определений.
- Любое устройство, которое продолжает движение вечно, без снижения скорости. Это буквальное толкование слов.
- Любое устройство, работа которого нарушит установленные законы физики или будет зависеть от чисто умозрительных законов, неизвестных физике. Это разговорный термин.
- Машина, которая постоянно выделяет больше энергии, чем потребляет.В настоящее время это называется “сверхединичной машиной”, поскольку ее энергоэффективность будет больше единицы.
|
Ученые часто отвергают предложения о вечных двигателях. непрофессионалу кажется поспешным отказом от догматических утверждений, которые такие машины запрещены к работе по «законам термодинамики». Это не удовлетворяет человека, который немного “знает” физику, но считает законы термодинамики немного загадочны. Сам характер таких законов отталкивает обычного человека, потому что он имеет вид окончательности и негатив.
Законы термодинамики и законы сохранения обладают огромной силой, потому что они позволяют нам предсказывать определенные вещи о системе, не анализируя все аспекты механизма. Они даже позволяют делать уверенные прогнозы, несмотря на наше невежество. некоторых деталей или экспериментальных трудностей в их изучении. Опытный ученый будет использовать их для оценки предлагаемого устройства, которое кажется неученому быть неспособностью рассмотреть все детали.
Конечно, физики не утверждают, что какие-либо законы физики представляют собой окончательные и неизменная правда.Изобретатель вечного двигателя (PM) набрасывается на это и говорит: “Такие законы заставят нас отказаться от попыток открыть что-нибудь новый! Что, если бы в этих законах был изъян, изъян, который мы могли бы обнаружить и эксплуатировать? ”
|
Исторический факт, что изначально были предложены законы термодинамики. описать тот факт, что все предыдущие попытки достичь вечного двигателя потерпел неудачу.С тех пор мы узнали больше об этих законах и лучше понять их и почему они так сильны в описании того, что может и не может случиться в природе.
Любая конкретная классическая механическая машина БДМ может быть признана ошибочной по своей концепции или исполнение гораздо более простыми и убедительными средствами. Очевидный способ – просто протестировать машину, чтобы убедиться, что она соответствует требованиям изобретателя. Мошеннические претензии иногда могут быть выставлены таким образом. Но обычная реакция изобретателя на отказ своего устройства – это сказать: «Просто нужно немного больше поработать, чтобы доработать и улучшить конструкцию или уменьшить трение.”
На другом уровне предложений , которые еще не построены. Такой предложения могут исходить от честных (хотя, возможно, ошибочных) людей, которые знают немного физики или техники (но недостаточно). Как мы можем определить, это стоит времени и усилий на разработку? Возможно, нам не придется идти в проблемы и расходы на их строительство. Предложения вечного двигателя могут доказано, что они основаны на ошибочных рассуждениях, недоразумении или неправильное применение известных и проверенных основных законов и принципов физика.
Это может быть полезным упражнением для заинтересованных непрофессионалов и для старшеклассников. и первокурсники колледжа, изучающие физику, еще до того, как они подвержен законам термодинамики. Моя цель в этом документе – подвергнуть такому анализу некоторые из предложений классических вечных двигателей. в мы научимся лучше понимать основные законы физики и понимать как они могут быть неправильно поняты, истолкованы и неправильно применены.Это упражнение может укрепить понимание физики.
|
(1) Устройства, которые, как утверждается, остаются в постоянном движении без ввода данных. энергии и не производя выходной работы. Очевидно, для таких устройств потребуется энергия, чтобы заставить их двигаться, но не после этого. Это описание ничего больше, чем заявление о том, что означает вечный двигатель . Эти устройства (если они действительно работали) не имел бы никакой другой цели, кроме как удивлять зрителей и раздражать физиков и инженеров. Такие устройства не обязательно нарушают какие-либо фундаментальные законы или принципы физики. Стабильный атомы – это физические объекты, внутренние процессы которых продолжаются вечно без потеря энергии, если атом не беспокоить.Так что они примеры “вечного движение “(движение вечно), но в литературе по физике это не называется “вечные двигатели”. Этот термин зарезервирован для устройства, которое нарушают один или несколько законов термодинамики. Это потому, что слово “машина” зарезервирована для устройств, которые производят полезную работу, в то время как эти Системы непрерывной токарной обработки не производят никакой работы и, следовательно, не являются машинами.
Некоторые люди приводят движение планет вокруг Солнца как пример вечного движения.В макроскопическом масштабе мы можем показать, что вечное движение не происходит, даже не ожидая целую вечность. Если движение системы наблюдается в течение конечного времени и обнаруживается уменьшение скорости, тогда очевидно, что он постоянно теряет энергию и не может постоянно двигаться. Это так даже для солнечной системы, поскольку механическая энергия и приливные деформации превращают механическую энергию в тепловую. Неизвестно ни одного макроскопического (крупномасштабного) механизма, который двигался бы без замедления, и обычно это связано с тем, что вездесущие процессы диссипации энергии, такие как трение.В Тот факт, что эти диссипативные процессы всегда присутствуют, является естественным фактом, хотя мы обычно не возвести этот факт в статус «закона природы». Однако этот факт не является единственной причиной провал всех предложений вечных двигателей, как мы увидим.
(2) Устройства, которые, как утверждается, остаются в движении без подвода энергии в то время как производство выходной энергии. Для таких предлагаемых устройств может потребоваться толчок, чтобы они запустились, но после этого не было энергии.Это такая машина изобретатели ищут. Иногда изобретатель отказывается отключать стартер аккумулятор после движения машины. Это подозрительно.
|
(4) Устройства, которые используют некоторую гипотетическую универсальную всепроникающую «свободную энергию». то, что воображают изобретатели, заполняет все пространство. Еще в 19 веке раньше это была энергия светоносного эфира, который якобы был задействован. Теперь, когда мы больше не воспринимают всерьез существование эфира, эти люди заявляют использовать какую-то “энергию” в вакууме ». Как бы то ни было, они утверждают, что он« где-то там »и бесплатный.Если бы действительно был такой источник энергии, эти машины не нарушали бы никаких физических законов. К сожалению, постулируемый источник энергии часто придумывается просто соответствовать целям изобретателя и полностью является продуктом изобретателя воображение, не подтвержденное какими-либо другими независимыми доказательствами. Итак, к цели Наблюдатель, эти машины экспериментально и теоретически неразличимы из типа (3).
Поскольку изобретатели (искатели) устройств свободной энергии утверждают, что такие машины действительно имеют энергозатрат, они отвергают ярлык «вечных двигателей».Они также отклоните любые предположения, что они могут отвлечь некоторая выходная энергия для обеспечения необходимого входа, под предлогом того, что машины только способен получать энергию из источника «свободной энергии», или что «свободный энергия »имеет несколько иной характер, чем обычная энергия.
Ученые классифицируют машины с ПМ по законам термодинамики. они будут нарушать.
- Вечный двигатель первого рода нарушает первый закон термодинамики.Они производят больше энергии, чем вводят, то есть имеют КПД больше единицы.
- Вечные двигатели второго рода нарушают второй закон термодинамики. Они будут включать нулевые или отрицательные изменения энтропии.
Я не буду часто использовать эту классификацию, так как хочу избежать апелляции к законы термодинамики в этом документе. Моя цель – показать, что все неработоспособно устройства нарушают более фундаментальные законы, законы, которые были хорошо проверены, хорошо зарекомендовавший себя, и хорошо интегрирован в физическую теорию.Обычно это законы, представленные в бакалавриате. учебники физики. Но примеры, которые я собираюсь проанализировать это те, которые неадекватно анализируются в стандартных книгах и статьях. Многие из них изначально предлагались не как работоспособные машины, а как умная задача. головоломки и парадоксы для проверки понимания физических принципов.
Вершина
Колеса с перебалансировкой.
Идея вечного двигателя с перебалансированным колесом, очевидно, зародилась в Индии, в 8 веке нашей эры.В своей Sysyadhivrddhida Tantra (748 г. н.э.) индийский астроном Лалла описал самовращающееся колесо, приводимое в движение ртутью, движущейся по его изогнутым спицам.
Вариант этой идеи описал индийский автор Бхаскара (ок. 1159). Это было колесо с емкостями с ртутью. по его краю. Когда колесо вращалось, ртуть должна была двигаться внутри контейнеры таким образом, чтобы колесо всегда было тяжелее на одну сторона оси.[GIF Ханса-Петера Граматке, используется с разрешения.]
|
Много раз умелые мастера пытались изобрести колесо, которое поворот самого себя; вот способ сделать такой с помощью нечетного числа молотков или ртути.
Ссылка на ртуть (жидкий элемент ртути) указывает на то, что Виллар был знаком с устройством Бхаскара, конструкция которого попала в Европу через Аравию.Виллар утверждал, что его машина пригодится для распиловки дерева и поднятие тяжестей.
Диаграмма Вилларда показывает семь молотов, и он настаивал на том, чтобы на нечетное (нечетное) количество молотков, объясняя
… всегда будет четыре на нижней стороне колеса и только три на восходящая сторона; таким образом, молоток или мешок всегда будут падать влево достигнув вершины, до бесконечности.Но, нечетно ли количество молотков или четно, такое колесо подходит к отдыхаю очень скоро.Вы должны дать ему мощный толчок, чтобы он совершил хотя бы один оборот.
Несмотря на то, что на одной стороне оси в любом заданном положении меньше шариков, у них большие плечи рычага и, следовательно, больший крутящий момент. Как качели молотком и падает около верхней части колеса, колесо замедляется при падении молота, затем набирает скорость, когда молот ударяется о колышек. Нет чистой прибыли в скорость, и при ударе молотка о колышки происходит необратимая потеря энергии. Если дано при толчке колесо некоторое время будет рывком вращаться. Если бы ему дали очень сильный начальный толчок, молотки принимают радиальное положение и колесо будет вращаться гораздо плавнее и эффективнее, но постепенно теряют скорость и энергию вращения из-за сопротивления воздуха и трения подшипников, как и любая прялка.
У нас есть в основном свидетельства из вторых рук о том, как Виллар понимает принципы этой машины. Однако я не думаю, что люди, которые были очарованы с этой идеей не знали о состоянии статической балансировки колеса. Я предполагаю, что они предполагали, что колесо будет работать только после того, как оно будет вручную приходили в движение, а молотки давали ему дополнительный импульс, поскольку они быстро переворачивались сверху, возможно (они могли подумать), что это произошло из-за какого-то “преимущества” получается из движения каждого переворачивания веса в положение с большим рычаг.
Это перевернутое действие много как праща, которая дает человеку возможность бросить камень расстояние, или катапульта с осадным двигателем, известная как Требушет. Хоннекорт писал об этих военных машинах, описывая одну с коробкой размером 8х12х12 футов песка в качестве противовеса (который мог весить 80 тонн). У некоторых были руки 50 футов длинные и были способны перебросить 300-фунтовый камень на 300 ярдов. Эта связь к раскачивающимся молотам колеса Хоннекорта и Требушетов – это мое предположение, не подкрепленное никакими историческими исследованиями, которые я видел.
Несмотря на то, что действие ремня Trebuchet позволяет повысить эффективность преобразование энергии по сравнению с катапультами с жесткой рукой, машина по-прежнему ставит не тратит больше энергии, чем у падающего груза, который движет им. Современный Требушеты (построенные любителями) достигли эффективности преобразования энергии. более 65%.
Идея колеса с перебалансировкой была изобретена много раз на протяжении веков, иногда в фантастически проработанных вариациях.Никто никогда не работал как задумано их изобретателями. Но надежда никогда не умирает. Я видел примеры, сделанные деревенскими кузнецами и мастерами из подвала. Необходима классическая механика анализировать механические системы теперь хорошо известно, и когда кто-то берет на себя труд для этого нет никакой загадки, почему они не поворачиваются навсегда, и нет причина, почему они должны.
Вершина
Проблема Саймона Стевина
| Саймон Стевин (1548–1620) | Эксперимент Стевина с шариковой рампой, “clootcrans” (цепочка шаров). |
|---|
Фламандский математик и инженер Саймон Стевин (1548-1620) изучал принципы работы механизмов и машин. Он был ярым критиком многих Механика Аристотеля; его собственные исследования были больше в архимедовской традиции.
Одним из самых заметных вкладов Стевина в механику было использование им цепочка из шаров (clootcrans) на двух наклонных пандусах как средство для развития метод того, что мы сегодня назвали бы силовым параллелограммом.
Стевин использовал эту шариковую цепочку творчески. Он прямо заявил что любая мысль о том, что цепь может двигаться сама по себе, явно абсурдна. Он не дает никаких оснований для этого, возможно, предполагая, что в этом нет необходимости. Возможно в основе этого лежал тот факт, что если бы цепь переместилась на расстояние, равное разделение шаров (в любом направлении), новое положение будет идентично предыдущему. Фактически, никаких физических изменений не произошло, поэтому без внешнего воздействия этого не произойдет.Если так, то это раннее использование того, что сегодня известный как «принцип виртуальной работы» или иногда «принцип Стевина».
Исходя из того факта, что цепь не движется постоянно, Стевин вывел эквивалент современного закона сложения сил. Стевин считал это настолько важным, что эта картина шаровой цепи кажется на титульном листе книги Стевина по механике, как его «торговая марка».
Достижение Стевина было ранним примером того, как можно тщательно анализировать механическая система для определения того, работает ли она (и как).Стевин выполнил это задолго до того, как были поняты векторные методы анализа сил, и до формулировки закона сохранения энергии и законов термодинамики. Стевин также применил полезную тактику анализа механизмов в «идеальном» случае, когда предполагается, что трение отсутствует.
Некоторые книги цитируют это как доказательство Стевина невозможности вечного двигателя. Что не тот случай, поскольку Стевин просто предположил невозможность вечного двигателя, по крайней мере, в этой ситуации.
Вершина
Подробнее о принципе Стевина
Принцип Стевина полезен для задач в равновесии и математически оправдан. эквивалентно силовому анализу. В механической системе, где все бесплатно двигаться, не так ли? Один из способов узнать это – математически проанализировать сумму сил. на каждой части системы (а также сделать то же самое для крутящих моментов). Если они прибавят к нулю, детали не будут ускоряться.
Принцип Стевина позволяет нам делать это альтернативным (но эквивалентным) способ.Метод начинается с представления «виртуального перемещения» системы, затем рассчитайте чистую работу во время этого “виртуального” движение. Это называется «виртуальная работа». Если чистая виртуальная работа равна нулю, система находится в равновесии и не будет ускоряться. На практике анализ обычно проводится путем представления очень маленькие смещения.
[Виртуальные смещения не обязательно должны быть фактическими или даже вероятными. Например, Чтобы рассчитать силу натяжения в балке моста, можно представить балку сломаны или порезаны, а также части, которым разрешено двигаться.]
Этот метод особенно полезен для систем без трения или почти так. Это идеально подходит для изучения предложений по вечным двигателям. Это Геданкен (мысленный) эксперимент, но когда рабочая модель машины не поставляется, это все, с чем нам нужно работать. Мы представляем систему без трения (давая изобретателю преимущество), тогда, если мы сможем показать, что даже с этим преимущество машина по-прежнему не может работать, как заявлено, мы можем отправить предложение Музею неработающих устройств.
Прежде, чем мы
Вернемся к задаче Стевина о двойной рампе и цепи, давайте сначала рассмотрим
связанная проблема с двойной рампой высотой z и длиной рампы x и y . Допустим, x
Напоминание: работа выполняется над телом, когда оно движется под действием силы.Работа – это произведение составляющей силы в направлении движения и расстояние, на которое перемещается тело.
Представьте движение A по рампе длиной x , которое перемещается масса A расстояние по вертикали z . Это приводит к тому, что B переместитесь на такое же расстояние x вниз по пандусу или на дробь x / y длины пандуса и, следовательно, вертикального расстояния (x / y) z вниз.Мы заключаем, что для равновесия эти веса и расстояния должны удовлетворять Ay = Bx или A / B = x / y .
|
Возвращаясь к проблеме Стевина, используя ту же рампу, часть цепи на аппарели х имеет длину х .Участок y имеет длину y . Вес цепи пропорционален ее длине, поэтому A / B = x / y автоматически удовлетворяет условию равновесия. Следовательно система не будет двигаться по собственной инициативе. Очевидно, нижняя петля цепочки не вносит ничего, что могло бы нарушить равновесие.
Принцип виртуальной работы можно распространить на крутящие моменты и в современной форме является:
Если виртуальная работа совершается всеми внешними силами, действующими на частица, твердое тело или система связанных твердых тел с идеальным (без трения) соединения и опоры, равно нулю для всех виртуальных перемещений системы, то система находится в равновесии.
Не будем так небрежно сбрасывать со счетов эту нижнюю петлю, потому что – это , что-то здесь очень важно. Во время любого виртуального (воображаемого) движения он обеспечивает новая масса части цепи, лежащей на одной стороне рампы точно так, как быстро, поскольку часть цепи на другой стороне рампы теряет массу. Это придает импульс одному сегменту сети с одинаковой скоростью как импульс теряется из другого сегмента. Однако это никак не улучшает Шансы машины PM на работу.Это механизм, удерживающий часть рампы системы не меняется с течением времени, даже во время виртуального движения. Посмотрим этот процесс работает (виртуальная работа, конечно) во многих других вечных машинах предложения.
Мы можем переформулировать принцип Стевина в форме, более непосредственно применимой к устройствам. утверждали, что это вечные двигатели:
Если предполагаемое (виртуальное) движение машины приводит к конечному состоянию система (машина и ее интерактивная среда) неотличима из исходного состояния, и во время этого в системе выполняется нулевая сетевая работа. движение (нет работы; нет работы), то предполагаемое движение не произойдет.
Принцип Стевина – особенно подходящий первый шаг в анализе циклических и колесные машины, в которых конечное вращение колеса ничего не меняет, кроме его должность. Это особенно полезно при анализе тех машин, для которых первоначальный случайный анализ изобретателя (обычно содержащий недостаток физики или рассуждение) заставляет нас думать: «Эта машина обязательно повернет». Это немедленно дискредитирует колесо Хоннекорта, а также оригинальную проблему Стевина о шаровой цепи на пандусах.Большинство примеров принципа Стевина из учебников показывают только те случаи, когда начальное и конечное состояния системы совершенно очевидно разные (вещи находятся в разных местах). Но настоящая сила этого принципа в том, что он также может быть применено к случаям, когда конечное состояние “выглядит так же, как” начальное состояние.
Для машин, которые имеют “циклическое” поведение (большинство из них), анализ должен быть выполняется в течение полного цикла, так как энергия может храниться в течение части цикл и выпущен во время другой части.
Вернитесь к изображению с двойной рампой. Если предполагается, что цепь подвергнется виртуальное движение, переносящее каждый мяч на позицию, занятую следующим единица, то начальное и конечное состояния идентичны. Принцип стевина затем говорит, что цепь сама по себе не будет подвергаться этому движению.
Вершина.
|
Трение и идеализации.
Утверждать, что устройство « не будет работать из-за трения » отвлекает наше внимание от гораздо более фундаментальных недостатков предложения. Трение всегда присутствует в природе. Тем не менее, при анализе предложений PM полезно использовать компоненты без трения, поскольку во всех нетривиальных предложениях PM трение никогда не было единственной проблемой.Удалите все диссипативные процессы, такие как трение, используйте идеализированные компоненты, и в лучшем случае устройства будут только наш тип (1). Они бесполезно повторяют цикл без дополнительного ввода или вывода. Работа.
Компоненты без трения не нарушают фундаментальных макроскопических принципов. физики. Если удаление всех диссипативных процессов приводит к вечному двигателю типа (1), вы знаете, что, вероятно, сделали анализ правильно, не допустив грубых ошибок.
Но другие идеализации – нарушают фундаментальный макроскопический классический принципы физики. Помните, что сейчас мы говорим о макроскопическом (крупномасштабном) физические процессы, а не те, что находятся в микроскопическом масштабе атомов или меньше.
- Безмассовые компоненты, которые могут воздействовать на другие компоненты. нарушит второй закон Ньютона.
- Компоненты, которые проявляют силы без сопутствующих сил реакции, будут нарушают третий закон Ньютона.
- Совершенно твердые тела, способные оказывать силы на другие такие тела, нарушают Также законы Ньютона. Все материю можно сжать или растянуть, дав начало силам упругости. Если бы тела были абсолютно твердыми, у нас были бы бесконечные силы действует бесконечно малое время. Мы не можем предполагать такие вещи в реальной жизни. Мир.
- Материальное макроскопическое тело нельзя наблюдать одновременно в двух местах.
- Никакая информация не может перемещаться между двумя отдельными точками мгновенно.Этот это еще одна причина, по которой не могут существовать абсолютно твердые тела. Если вы нажали один конец совершенно жесткой палки, другой конец мгновенно сдвинется. Но это невозможно, так как это означало бы, что другой конец получил информацию о толчок мгновенно.
- Масса не может исчезнуть из одного места и времени и снова появиться в другое место и время.
Вершина.
Квантовые странности
|
Природа не запрещает вечный двигатель. Никакие законы природы не будут нарушены чем-то существующим вечно в ненулевом энергетическом состоянии.Предположительно невозмущенные атомы могут это сделать. Все, что «происходит» внутри атома, продолжается вечно, если его не трогать. Кажется, что природа действительно запрещает систему, которая производит полезную работу в количестве, превышающем ее энергозатраты.
|
Вершина.
|
А что насчет «свободной энергии»?
При анализе предложений PM нужно остерегаться «скрытых» источников энергии.Если цепь машины Стевина состояла из связанных между собой цилиндрических роликов, его можно было бы заставить двигаться, если бы внутри были небольшая батарея и мотор каждый цилиндр. Многие классические афера с вечными двигателями совершаются именно так. способ. Но в этом случае начальное и конечное состояния не идентичны, так как состояние батарей меняется по мере того, как от них потребляется питание. Несколько из ранние мошеннические демонстрации машин PM вполне могли быть вызваны скрытыми внутренняя накопленная энергия, обеспечивающая массивный, хорошо сбалансированный и низкий коэффициент трения колесо должно вращаться очень долго, прежде чем заметно замедлится.
Энтузиасты «свободной энергии» утверждают, что если бы машина постучала по невидимому источник энергии, наполняющий все пространство, эта энергия, как и скрытая двигатели, продолжайте работу машины, даже если мы не смогли обнаружить свободные источник энергии любым другим экспериментальным способом. Фактически, сама машина будет «детектор свободной энергии». Они напоминают нам, что когда-то физики высмеивал идею энергии, хранящейся в атомах. Да, так как эти цитаты указывать.
Нет никакой вероятности, что человек когда-либо сможет использовать силу атома. Бойкий предположение об использовании атомной энергии, когда у нас закончился уголь, полностью ненаучная утопическая мечта, детская болвана. Природа ввела несколько защищенных от дурака устройств в подавляющее большинство элементов, составляющих большая часть мира, и у них нет энергии, чтобы отказаться от этого процесса распада.– Роберт А.Милликен (1863-1953) [речь 1928 года в Клубе химиков (Новый Йорк)]
… любой, кто ожидает источника силы от трансформации этих Атом говорит самогон …
– Эрнест Резерфорд (1871-1937) [1933]
Итак, есть ли у сторонников «свободной энергии» обоснованная точка зрения? Они оправданы посвящая свое время поискам систем “свободной энергии” или “сверхъединства”? Должны ли ведущие ученые заняться такими исследованиями для решения наших энергетических проблем? Думаю, нет.Ученые обычно занимаются чем-то только тогда, когда ясно доказательства, указывающие на необходимость расширения, уточнения или иного изменения физической теории. Так далеко, ни одного клочка достоверных или даже наводящих на размышления доказательств существования этой «свободной энергии». Чтобы вернуться к сравнению с атомарным энергии, первоначальный скептицизм Милликена, Резерфорда и Эйнштейна был вполне оправдано. Но они изменили свое мнение по мере поступления новых доказательств. Их первоначальный скептицизм никоим образом не тормозил наше продвижение к открытиям. и использование атомной энергии.Я догадываюсь, что если есть что-нибудь вроде “свободная энергия” где-нибудь во Вселенной, она не будет открыта типа людей, которые сейчас делают дикие и необоснованные заявления об этом, ни методы, которые они используют, чтобы попытаться прикоснуться к нему. Наличие доказательств того, что и знаю кое-что о, источник энергии, прежде чем кто-то попытается выяснить, как его использовать. Все изобретательность в мире не может извлекать энергию из того, чего нет, у нее нет энергии для извлечения или нет способа преобразовать ее в полезную работу.
|
А как насчет возможного «случайного» открытия какой-то подвал свободной энергии? Лудильщик в личке? Разве рентгеновские лучи не были обнаружены случайно, когда никто даже не подозревал их существование и, конечно, понятия не имели, что они из себя представляли? Да это один из (очень немногих) примеров действительно случайного важного открытия в физике.Довольно много людей наткнулись на доказательства рентгеновских лучей до Рентгена. но не смог продолжить эксперименты, чтобы увидеть, что происходит. Анти-интуиция? Но в тот же период истории у нас есть интересные явления, когда другие люди «открывают» вещи, которые не существовали, такие как N-лучи, а позже M-лучи (митогенетическое излучение). Итак, в какой категории упадет ли «свободная энергия», если и когда кто-то заявит, что нашел экспериментальные доказательства этого? Время покажет.
В целом научные открытия, даже случайные, вероятнее всего. должны быть сделаны, исследованы и использованы людьми, у которых есть очень хорошие понимание актуальных принципов существующей науки. Незнание устоявшаяся наука заставляет многих искренних и преданных своему делу людей тратить впустую жизни и карьеры в погоне за лунными лучами. Искренние предложения премьер-министра прошлого проиллюстрировать тот факт, что их изобретатели не имели достаточного понимания. Многие из них считали, что такое понимание не нужно, или они его сразу отвергли.
Вершина
Двигатель плавучести №1
Джон Фин описывает этот в его классической книге Семь безумств науки (Ван Ностранд, 1906 г.), приписав это корреспонденту по имени «Власть».
J-образная трубка A, рис.14, открыта с обоих концов, но сужается к нижнему. конец, как показано. Хорошо смазанная хлопчатобумажная веревка C проходит через колесо B и через небольшое отверстие трубки с небольшим трением или без него, а также без утечка.Затем трубка наполняется водой. Верёвка над линией WX уравновешивает над шкивом, и то же самое ниже линии YZ. Веревка в трубке между этими линиями поднимается вода, а веревка с другой стороны шкива между этими линиями тянется вниз под действием силы тяжести.
Фин говорит, что «изобретатель предлагает это устройство как своего рода головоломку, а чем как трезвая попытка решить знаменитую проблему », – заключает Фин спрашиваю, почему это не сработает.
Как обычно, Фин упускает из виду суть (и удовольствие) задачи в своем анализе. этой головоломки. Он использует обычные неубедительные отклонения, такие как трение подшипников, работа, необходимая для сгибания веревки, и трение веревки на гидроизоляциях, затем, предположив, что дело закрыто, переходит к другому делу.
Я перефразирую вызов и покажите более простую картинку. Гладкая веревка проходит через контейнер. жидкости, с непроницаемым уплотнением без трения внизу.
Я также установил основное правило, чтобы отклонять нерелевантные ответы: предполагать все идеально. Отсутствие трения, герметичные уплотнения, идеально гибкий непроницаемый трос, отсутствие вязкого сопротивления между тросом и жидкостью. Даже в этих идеальных условиях мы можем легко и просто показать, что эта машина не будет работать так, как заявлено. Почему изобретатель этой задачи решил, что она должна заставить нас задуматься это может сработать? Это его фраза «поднятая водой». Он, конечно, имеет в виду к подъемной силе принципа Архимеда: «Тело, погруженное в жидкость переживаний и восходящей выталкивающей силы, равной весу перемещаемого жидкость.«Этот принцип можно найти в каждом учебнике элементарной физики, но редко понимают студенты. Они используют его вслепую, не зная, почему правда ни при каких условиях это правда, и они не обратили внимания к тому, как это получено.
Утверждается, что восходящая выталкивающая сила на участке веревки в жидкость заставляет веревку двигаться вверх там. Это утверждение неверно. Почему?
Ответ:
На веревке нет выталкивающей силы.Этот обман основан на общем непонимание принципа Архимеда. Принцип требует, чтобы погруженное тело имеет жидкость под ним, так что результирующая сила из-за жидкости действующая на тело имеет ненулевую восходящую составляющую. Принцип тоже работает если тело полностью погружено, с водой сверху и снизу или плавает, с вода только внизу. В конце концов, что является источником подъемной силы? Это разница давления между верхней и нижней поверхностями.Рассмотреть возможность полностью погруженный цилиндр с вертикальной осью (очень уместен в этом дело). Давление на боковые стороны цилиндра обеспечивает только горизонтальные силы. которые также добавляют к нулю и, что более важно, не имеют вертикальных компонентов. Только силы из-за давления на верхнюю и нижнюю поверхности имеют вертикальные составляющие. Давление снизу больше, чем сверху на величину r gh , где r – плотность жидкости. Итак, есть чистая вверх усилие на цилиндр.
В этой загадке PM нет жидкости выше или ниже веревки, способной обеспечить восходящий компонент силы. Все силы на веревке за счет жидкости строго горизонтальны, и поскольку эти силы распределены симметрично по окружности веревки прибавляют к нулю.
Проницательный корреспондент отмечает, что моему рассуждению здесь недостает общности. Он предлагает вариант, в котором веревка проходит через жидкость под углом, скажем, под углом 45 ° к вертикали.Теперь – это жидкость . выше и ниже веревки. И если теперь на веревке есть плавучая сила, он обязательно имеет восходящий компонент в направлении веревки, и, следовательно, эта версия машины должна работать. Почему нет?
Решение оставлено как упражнение для ученика. Решение может потребовать исчисление. Вот полезный совет. Эта плавучая сила упоминается у Архимеда. Принцип – это не какая-то новая «магическая» сила, возникающая при погружении тела.Подъемная сила – это равнодействующая (сумма) сил давления, действующих на погружаемый тело. Принцип Архимеда – это просто выражение полезного соотношения между плотностями участвующих тел, в результате геометрических законов и тот факт, что давление оказывает силу, нормальную к поверхности.
Вершина
Двигатель плавучести №2
Вот еще еще одна машина ПМ, заявляющая о поддержке принципа Архимеда.Плохо неправильно поняли Арчи действительно терпит поражение.
Заявление:
Колесо в форме идеальной сферы или цилиндра вращается без трения. горизонтальный вал. Левая часть находится в камере, наполненной водой, идеально (без трения и герметичности) уплотнения вокруг вращающегося колеса предотвращают жидкость от утечки. Таким образом, левая сторона колеса испытывает восходящая выталкивающая сила за счет вытесняемой жидкости.Так что эта сторона поднимется, и колесо вращается по часовой стрелке.
Ответ:
Все силы, действующие со стороны жидкости на окружность колеса. перпендикулярны поверхности колеса и, следовательно, проходят через ось вращения. Все эти силы имеют нулевое плечо рычага по отношению к этому ось. Таким образом, жидкость не создает крутящего момента вокруг оси колеса и колесо не вращается.
|
Принцип виртуальной работы Стевина аккуратно разрушает это устройство PM. Мы знаем колесо не будет вращаться, потому что, если мы представим виртуальный смещение колеса на любой угол, система все равно будет просто так, как это было раньше, без изменения его энергии и без изменения конфигурация. Никакой работы в процессе не делается.
Ричард Г. Клегг Бессрочный У Motion Page есть умный вариант этого плавучего мотора.Вместо колесо имеет тор (кольцо в форме бублика), проходящий через два уплотнения, разделяющих две камеры с жидкостями разной плотности. Оси нет. Одна половина кольца окружены жидкостью внутри и снаружи. Уплотнения из конечно без трения и герметичности. Нет оси, обеспечивающей силы реакции. Здесь силы, действующие на кольцо из-за давления, имеют восходящие компоненты. Почему это не сработает? [Изображение использовано с разрешения Ричарда Г. Клегга.]
Ответ оставлен в качестве упражнения для ученика.
Вершина
Двигатель плавучести №3
Этот вечный Движение, вероятно, датируется серединой 1800-х годов. Основной барабан заполнен с жидкостью. В нем находятся круглые камеры, заполненные воздухом (или вакуумом) и соединены стержнями с грузами снаружи. Стержни скользят без трения герметичные уплотнения, конечно. Как и в случае со многими подобными предложенными механизмами, эта картина сложнее, чем необходимо, чтобы проиллюстрировать принцип, на котором он должен работать.На рисунках ниже показаны только один груз и один воздух. камера погружена в жидкость.
В положении 1 плавучести нижней сферы достаточно, чтобы поднять вес в самое высокое положение. Если теперь толкать барабан так, чтобы он двигался встречно по часовой стрелке, груз остается на этом большом радиальном расстоянии по крайней мере до тех пор, пока он повернулся на 90 °.
В течение следующей четверти оборота груз имеет большое плечо рычага. В конце этой четверти оборота, положение 3, воздушная камера поднимается вверх барабан, и теперь груз находится на наименьшем радиальном расстоянии (и наименьшем рычаг), где он остается на следующую четверть оборота.За последний квартал при повороте воздушной камеры плавучесть заставляет вес подниматься, пока он не достигнет его наибольший радиус.
Поскольку крутящий момент во второй четверти оборота больше, чем во время на третьей четверти оборота колесо наберет там больше энергии, чем нужно для двигаться вверх в четвертую четверть оборота.
Принципы, которые должны заставить эту штуку работать, позволяют машине быть запущенным толчком в любом направлении, и он будет работать так же хорошо по часовой стрелке как против часовой стрелки.Это немного подозрительно, не правда ли? Кроме того, если мы представляем движение этого колеса через полный цикл, заключительный и начальный состояния неразличимы, поэтому принцип Стевина говорит нам, что это не повернуть. Тем не менее, мы все же хотели бы проанализировать детали, чтобы увидеть, где именно изобретатель сбился с пути.
Дадим грант на покупку подшипников качения, жидкость с нулевым вязкость, герметичность и герметичность уплотнений подвижных штоков. Со всеми из этого преимущества, почему все равно не работает?
Решение Бена Митча.
Вершина
Двигатель плавучести №4
Это новое дополнение к нашему музею, созданное Дэйвом Карвеллом. Этот содержит некоторые новаторские детали, чтобы бросить вызов вашему пониманию физики.
Запечатанный Контейнер имеет две вертикальные трубки. Правый содержит жидкость (голубой) например, вода, и очень легкий шар (красный), намного легче жидкости. Как обычно, разрешаем использовать жидкость с нулевой вязкостью.(Мы, , щедрые об этих деталях, которые в любом случае не имеют значения.)
Два «затвора» G1 и G2 выполнены в виде ирисовых диафрагм, которые могут открываться и закрываться. быстро. В закрытом состоянии они, конечно, водонепроницаемы.
Теперь мы все знаем, что когда легкий объект, например пробка, находится под водой, то выпущенный, он всплывает на поверхность и может даже всплывать над поверхностью. Мы принимаем преимущество этого факта. Наша машина с жидкостью без вязкости должна позволяют еще большую скорость наверху.Машина запускается с мячом внизу. Когда он поднимается, высокотехнологичный датчик быстро открывает ворота G1, позволяя через него, немедленно закрывая ворота, и , затем , открывая ворота G2 вовремя, чтобы мяч прошел.
Поскольку одни из ворот всегда закрыты, уровень воды поддерживается. Мяч всплывает над поверхностью с некоторой инерцией, и изогнутая вершина аппарат отклоняет его к другой трубе, где он падает, набирая скорость и импульса при падении, достаточного, чтобы он ушел под поверхность жидкости там и натыкается на правую трубу, где, естественно, начинается подниматься.Это должно продолжаться вечно, с каждым циклом набирая скорость.
Поверхностное натяжение и вязкость представляют здесь настоящие проблемы. Но прежде чем мы уйдем чтобы подобрать идеальную жидкость для этого устройства, надо искать еще более принципиальные недостатки.
Решение
Вершина
Капиллярный мотор
Заявление:
Это одно из моих любимых предложений PM, направленных на то, чтобы бросить вызов студентам.Большинство студентов знают, что жидкость поднимается в очень узкой трубке, и процесс называемое «капиллярным действием». Предположим, у нас есть такая труба, способная поднимать жидкость на высоту х . Теперь опустите трубку на высоту менее ч . Или проделайте в нем отверстие под верхним краем столба жидкости. Жидкость, пытаясь подняться на высоту х , затем выльется наверх. трубы, где очень крошечное водяное колесо может улавливать ее энергию при падении.
Ответ:
Это только может обмануть люди, которые не рассмотрели , почему происходит капиллярное действие . Обычный Схема учебника показана слева. На жидкость действует поверхностное натяжение поверхность, где он контактирует со стенками трубки. Эти межмолекулярные силы между жидкостью и стеклом больше, чем между молекулами жидкости сами себя.Это приводит к изогнутой форме «мениска» верхней жидкости. поверхность. Силы вокруг этой границы раздела действуют под углом со значительным направленный вверх компонент, который может удерживать столб воды в статическом равновесии.
Давление воды у поверхности водоема – атмосферное, как снаружи, так и внутри капиллярной трубки. Это связано с принципом Паскаля. что давление во всех точках на заданной высоте в жидкости одинаково.Кроме того, по тому же принципу давление внутри капиллярной трубки, чуть ниже мениска, на меньше атмосферного давления на на величину rgh . Этим объясняется разница давления на мениске, которая, в свою очередь, составляет его форма. Атмосфера давит на мениск, но силы молекулярной адгезии по краю противостоят этому. Он действует как эластичный лист, удерживаемый по краям.
Если теперь постепенно опускать трубку, поддерживаемый столб жидкости останется той же длины.Верхняя часть трубки опускается до мениска. Продолжайте опускать трубку, и, наконец, столб жидкости достигает верха трубки. Но помните, что давление чуть ниже мениска все еще на ниже, чем атмосферное давление, поэтому мениск все еще выпячивается вниз. Он не проливается на верхнюю часть тюбика. Жидкая поверхность всегда контактирует верхний край трубки, и по мере того, как трубка опускается еще больше, мениск следует это вниз.
Эта картинка показывает ситуации, которые вы могли вообразить возможными.Версия показанное на втором рисунке с отверстием сбоку легко дискредитируется. Дыра должен быть меньше диаметра трубки, поэтому он также будет проявлять поверхностное натяжение силы. Давление внутри этого отверстия по-прежнему ниже атмосферного, поэтому вода будет выпирать внутрь, а не наружу, и никакая жидкость не будет проходить через него.
Давление в жидкости возрастает вниз по закону ρgh , где ρ – плотность жидкости.Давление на Поверхность жидкости вне капиллярной трубки атмосферная. Итак, давление внутри трубки должна уменьшаться с высотой до мениска. Это давление разница в размерах мениска, отвечающая за его изогнутую форму. На втором рисунке показан результат, которого просто не может произойти.
Вершина
Капиллярные колеса
Эта идея появилась в заочной колонке журнала 22 апреля 1911 г., выпуск Scientific American .Редактор предложил читателям «выяснить причину этого гениального устройства».
Представьте себе два очень тщательно обработанных колеса с параллельными осями, работающими без трения. подшипники. Они частично погружены в жидкость. Есть очень узкий пространство между плоскими частями колес, вызывающее всасывание жидкости вверх между ними, за счет капиллярного действия. Вес этого листа жидкости оказывает нисходящие силы на оба колеса; поэтому они должны вращаться в противоположном направлении. направления, показанные стрелками.Поскольку сила мала, скорость будет также быть низким, давая капиллярной колонке достаточно времени, чтобы подняться, чтобы компенсировать для этого движения, поддерживая постоянную высоту.
Как обычно, игнорировать трение и вязкость. Столб жидкости, безусловно, поддерживается направленной вверх силой, создаваемой колесами. Третий закон Ньютона требует, чтобы столб жидкости оказывает на колеса нисходящую силу. Это, безусловно, обеспечивает крутящий момент на обоих колесах.Так почему они не двигаются?
Другой вариант, использующий шкивы и ремни, показан слева. Принцип то же самое, поэтому мы ожидаем, что это будет работать так же хорошо, как и колесная версия.
Это еще один случай, когда неразличимость начального и конечного состояний и Принцип Стевина должен был прервать этот проект на концептуальной стадии.
Ответ и обсуждение.
Вершина
Сифон Джорджа Синклера.
Это любопытное устройство появляется в книге 1669 года по пневматике (на латыни) профессора философии Джордж Синклер из Университета Глазго. Диркс упоминает об этом в своей книге 1870 года. Perpetuum Mobile (стр. 42), из которого мы сделали этот снимок.
По-видимому, верхняя колба уменьшила давление воздуха внутри нее, поддерживая жидкость поднимается из посуды. Один конец сифона перекачивает жидкость из эту лампочку через изогнутый стержень и обратно в блюдо.Эта потеря жидкости из колбы заменяется большим количеством жидкости, взятой из посуды из-за низкое давление воздуха в баллоне. Результат: бесконечная циркуляция жидкости. А небольшое водяное колесо может быть запущено водой, выходящей из сифона в блюдо. Ну, может, и нет.
Синклер, должно быть, подумал, что это устройство довольно изящное, потому что он посвятил 18 страниц. к обсуждению его достоинств. Тебе, уважаемый читатель, легко его снести в нескольких абзацах.
Ответ и обсуждение.
Вершина
Гравитационный двигатель Боба Шадевальда.
Художественная концепция гравитационной электростанции. Двигатель колесо с отягощением или внеосевой груз с (конечно) подшипниками качения. Исходя из предположения, что всемирная гравитационная постоянная непрерывно уменьшение этого двигателя использует небольшую энергию, которая может быть получена от это во время каждой революции.В соответствии с философией двигателя сама по себе, мощность передается электрическому генератору через связь хитрых шкивы и ремни. [Рисунок © 1992 Дональд Э. Симанек.]
Во-первых, давайте проясним, что BS Gravity Боба Двигатель – это пародия, шутка. Его намерением было подразнить, развеселить и подбодрить подправить физиков и инженеров, чье понимание физики было шатким. Перед читателями стояла задача окончательно показать, может ли он работа, учитывая предположение “убывающей силы тяжести”.Он был осторожен, чтобы никогда полностью ответить на этот вопрос или объяснить анекдот.
Предположение о том, что универсальная гравитационная постоянная может уменьшаться возникла из умозрительно-теоретической работы Поля А. М. Дирака. В 1937 году он предположил, что универсальная гравитационная постоянная G может быть ослабление, пропорциональное возрасту Вселенной. Он даже предсказал, что через 10 миллиардов лет это может быть только половина того, что есть сегодня.С тех пор представление о том, что фундаментальные константы, включая скорость света, могут измениться со временем очаровал теоретиков. Это также очаровало нью-эйдж. чокнутые, которые беззастенчиво приспосабливают и извращают идею в соответствии со своими собственными планами
Очевидно, двигатель BS попадает в мой класс (2) и, возможно, (4).
Принцип Стевина не убивает это предложение, ибо начальное и окончательное состояния системы (включая ее окружение) после каждого цикла не идентичный.Однако это колесо будет одинаково хорошо работать в любом направлении, это всегда подозрительно.
Скотт Моррис обсуждал некоторые PM-машины в журнале OMNI в 1990 году (июль, стр. 98 и 99; Август р. ?) и цитирует слова Боба Шадевальда: “Мое описание это тонкий обман. Скорость движущегося груза никогда не превысит что это было, когда он прошел дно, мертвую точку, в первый раз, даже если нет трения. Вес может набирать скорость наверху, но никогда внизу, чтобы колесо никогда не ускорялось.”
Как Боб приходит к такому выводу? Можно ли оправдать этот неожиданный результат элементарной физикой? И почему Боб говорит, что вес может выбрать скорость вверху, но никогда внизу »?
Ответ и обсуждение .
Вершина
Двигатель прыгающего шара Симанека
Это предложение PM работает так же хорошо в Gravity Engine Боба Шадевальда (SGE). и может быть проще анализировать.Это может пролить свет на принципы, лежащие в основе SGE.
Боб отлил свой SGE в форме колеса. Это вводит функцию вращения для некоторых это отвлекающий маневр. Они думают, что парадокс как-то зависит от вращения или требует учета центробежных эффектов. Это нет, как показывает этот невращающийся двигатель с прыгающим шаром.
Inventor читает при помощи света на базеЭлектроэнергия обеспечивается датчиком потолка
прыгающий шаровой двигатель.Он носит беруши.
Мяч прыгает вверх и вниз между полом и потолком, жесткий и массивный. Отскоки считаются упругими, то есть скорость мяча после удара То же, что и до удара, но с обратным направлением.
А теперь представьте, что гравитационная постоянная g медленно, но стабильно уменьшается. В состоянии покоя мяч выпускается с потолка. Мяч достигает с определенной скоростью, когда он достигает пола, и отскакивает с той же скоростью.Но поскольку g теперь меньше, мяч все еще имеет небольшую скорость. когда он ударяется о потолок. Ясно, что это означает, что по завершении этого от потолка до пола к потолку он приобрел небольшую кинетическую энергия, которую мы могли извлечь с помощью слегка неэластичной потолочной панели. В панель украла бы только это дополнительное количество энергии, доведя мяч до отдохни немного. Затем мяч начнет следующий цикл с нуля. скорость, как в предыдущем цикле.Гравитационная сила хоть и немного меньше, чем раньше, может привести к падению мяча на пол и отскоку обратно к потолку, где мы снова крадем лишнюю энергию, полученную в этом цикл и так до бесконечности или до тех пор, пока сила тяжести не иссякнет, в зависимости от того, что наступит раньше.
Предположения об идеально упругом ударе и бесконечной массе пола не соответствуют действительности. более необоснованно излагать этот кажущийся парадокс, чем предположение подшипники качения в колесе. Учитывая эти предположения, мы все же должны чтобы иметь возможность проанализировать машину и показать, может ли она работать так, как заявлено.
Ответ и обсуждение .
Верх
Двигатель Gravity Shield
Заявление:
Этому предложению не менее столетия. Классическая простота! Колесо ось без трения. Теперь просто вставьте гравитационный щит под одну сторону, сделав эта сторона светлее, и это будет инициировать и поддерживать вращение. Действительно, вы бы лучше извлекать из него энергию постоянно, или тормозить, иначе вращаться так быстро, что разорвется на части.
Я часто видел это без ссылки на изобретателя. Если кто знает изобретателя, дайте мне знать. Никола Тесла описал это: в своей статье «Проблема увеличения энергии человека» в Century Illustrated Magazine , июнь 1900 г.
Возможно, и даже вероятно, что со временем откроются другие источники энергии, о которых мы сейчас не знаем. Мы можем даже найти способы приложения сил, таких как магнетизм или гравитация, для управления механизмами без использования каких-либо других средств.Такие осознания, хотя и маловероятны, но не невозможны. Пример лучше всего передаст представление о том, чего мы можем надеяться достичь и чего никогда не достичь. Представьте себе диск из некоего однородного материала, который вращается совершенно точно и вращается в подшипниках качения на горизонтальном валу над землей. Этот диск, будучи идеально сбалансированным в вышеуказанных условиях, мог бы находиться в любом положении. Теперь возможно, что мы сможем узнать, как заставить такой диск непрерывно вращаться и выполнять работу за счет силы тяжести без каких-либо дополнительных усилий с нашей стороны; но диск совершенно не может вращаться и работать без какой-либо внешней силы.Если бы он мог это сделать, это был бы то, что с научной точки зрения обозначается как «вечный двигатель», машина, создающая свою собственную движущую силу. Чтобы заставить диск вращаться под действием силы тяжести, нам нужно только изобрести экран против этой силы. С помощью такого экрана мы могли бы предотвратить действие этой силы на одну половину диска, и последняя могла бы вращаться. По крайней мере, мы не можем отрицать такую возможность, пока не узнаем точно природу силы тяжести. Предположим, что эта сила возникла из-за движения, сравнимого с движением потока воздуха, проходящего сверху к центру Земли.Воздействие такого потока на обе половины диска было бы равным, и последняя обычно не вращалась бы; но если одну половину защитить пластиной, задерживающей движение, то она повернется.Критики сразу заметят, что если представить себе виртуальное вращение через небольшой угол колесо физически остается таким же, как и раньше. Маленький часть внизу, которая находилась в гравитационном поле, становится невесомой над гравитационным экраном, но при этом равный отрезок колеса переходит из состояния невесомости обратно в гравитационное поле.Поэтому они утверждают, что ничего не изменилось, и нет причин, по которым должно быть такое движение. Это прекрасное применение принципа виртуальной работы Стевина.
Неизвестный изобретатель мог бы возразить так: Снимите гравитационный щит. Представьте себе эквивалент: полуколесо. Он будет вращаться под действием силы тяжести, а затем продолжит движение. качаться, как маятник. Трудно отрицать, что если одна половина колеса внезапно исчезла гравитационная сила, другая половина переместится из-за к неуравновешенному крутящему моменту.
Это предполагает лучший дизайн. Не используйте колесо. Используйте неуравновешенный груз, как в SGE. (см. предыдущий пункт). Запустите машину так, чтобы груз находился наверху. диапазон. Слегка подтолкните его к незащищенной стороне, и он упадет, получение кинетической энергии. Эта кинетическая энергия внизу остается неизменной. во время восходящего движения над щитом и остается там, когда вес достигает вершины, переносит его на неэкранированную сторону, где он все еще поднимает больше энергии и так навсегда. Что этому мешает?
Всегда есть вероятность, что вы можете предположить, что какая-то часть машины это само по себе физически невозможно. Если слишком охотно допускает возможность, много времени можно потратить на анализ других частей машины. Здесь Подозрительная часть – это гравитационный щит. Можем ли мы просто и убедительно показать, что гравитационный щит есть или нет? Можем ли мы показать, что само его существование нарушил бы какой-то основной закон?
Эта головоломка не требует идеального щита.Щит, уменьшающий гравитационная сила всего на несколько процентов, казалось бы, удовлетворяет требованиям вечного двигателя. Нам нужно с помощью простой физики показать, что (1) само существование такого щита нарушило бы фундаментальные законы физики, или (2) даже с таким экраном колесо не будет вращаться постоянно и не набирает скорость или (3) какой-то фундаментальный закон физики неверен, и таков принцип Стевина и законы термодинамики.
Обоснование этого колеса гласит, что оно будет набирать скорость только в одном направлении.Если повернуть в другую сторону, он потеряет скорость. Это может быть ключом к разгадке. Принцип Стевина сносит версию с равномерным колесом, для начального а конечные состояния системы и окружения идентичны для любых виртуальных смещение колеса. Следовательно, колесо не может двигаться само по себе. Так почему мы ошибочно подумали, что он должен сам повернуться? Стевина принцип также дискредитирует версию с эксцентрическим весом для виртуального смещение на один оборот возвращает колесо в идентичное состояние.Но затем не помогает нам понять, что происходит во время каждого цикла.
Обсуждение и ответ.
Вершина
Классический двигатель с магнитным экраном
Читатель сообщает нам, что такое устройство было дано в качестве дополнительной награды. Задача домашнего задания профессором Массачусетского технологического института в 1985 году. Крис Ченг, ученик средней школы из Сиднея, Австралия, прислал нам простой версия, из которой эта эволюционировала путем доработки.
Как это должно работать.
Доступны материалы для магнитного экранирования. Они не идеальные щиты, но для этого мотора они не должны быть идеальными.
Свободно вращающийся якорь в центре состоит из постоянного магнита. частично покрыт магнитным экраном (сплошной черный). Щит имеет отверстия справа, возле столбов. На внешнем кольце магниты расположены радиально. северными полюсами внутри, прочно прикрепленными к жесткой раме.Эти магниты длинные, поэтому южные полюса имеют значительно больший радиус, чем северные полюса. Магнитное поле от полюса магнита уменьшается в силе. с расстоянием.
Отверстия экрана позволяют каждому полюсу якоря «видеть» только пару магниты внешнего кольца. На каждый полюс якоря в первую очередь влияет северные полюса кольца, ближайшие к ним. Следовательно, в положении Как показано на рисунке, полюс N якоря отталкивается, испытывая сила слева.S-полюс якоря притягивается, испытывая сила справа. Эти две силы составляют пару, которая вращает якорь. по часовой стрелке.
Классическая простота! Если бы вы хотели его улучшить, эти внешние магниты могли бы качаться вверх или вниз так, чтобы они находились в цилиндрической системе магнитов с их оси параллельны. Тогда аналогичную арматуру можно было разместить в плоскости корпуса. S полюсов, работающих на той же оси, что и якорь в плоскости N полюса.Это должно удвоить выходную мощность!
Мы предупреждаем читателя, что на этой машине есть детали, которые могут быть незаметными. и сложно анализировать в деталях. Законы Гаусса и Стокса в векторном исчислении форма может потребоваться для полного анализа. Однако у этой машины есть простая и фундаментальный недостаток, который можно оценить даже на начальном этапе физики. уровень.
Ответ и обсуждение.
Вершина
Re: Ответы оставлены в качестве упражнения для ученика.Отправляйте свои ответы на адрес показано справа. В здесь могут быть размещены самые ранние поступившие хорошие ответы с указанием автора. Я буду публиковать (на свое усмотрение) ответы, которые просты для объяснения, понятны, правильный, проницательный и стимулирующий мышление и дальнейшее обсуждение. Опубликованные ответы, написанные мной или другими, не всегда представляют последнее слово по данному предложению. Несколько раз внимательные читатели заметили то, что мы упустили, или предложили более простые способы что-то объяснить.Так что не бойтесь скептически переосмыслить полученные «ответы».
Хотя я приветствую представление новых или инновационных головоломок с вечным двигателем, Я не беру на себя обязательств подробно отвечать на все из них. В частности, Я не могу ожидать, что буду анализировать расплывчатые предложения, чрезмерно и без надобности сложные конструкции или идеи, которые являются просто вариациями найденной классики в литературе. Мне уже приходили предложения, которые не подходят для того же причины, уже обсужденные выше, указывающие на то, что лицо, предлагающее идея не полностью поняла этот документ.Кроме того, я предпочитаю не включать устройств, которые потребовали бы продвинутой математики или физики для подробных анализ. Я не люблю публиковать головоломки, если не уверен, что недостаток есть, и этот недостаток можно объяснить с помощью элементарной физики принципы.
Тем изобретателям, чьи творения я предпочитаю не включать в музей. сборник, предлагаю этот комментарий и утешение:
“Это может быть вечный двигатель, но на его проверку уйдет вечность.”
Мультфильм Дональда Симанека.
Вершина
Ссылки
Вершина
Литература и дополнительная литература:
Когда я впервые заинтересовался этой темой, большинство этих ссылок были редкими, трудно найти книги. Мне посчастливилось иметь их копии. Теперь [2012] многие из них доступны в виде бесплатных электронных книг. Другие доступны в дорогих переизданных изданиях.Теперь нет никаких оправданий тому, что любой подающий надежды изобретатель вечного двигателя игнорирует долгую историю этого предмета.
- Angrist, Stanley W. “Perpetual Motion Machines” в Scientific American , Январь 1968 г. Эта статья также в журнале Sci. Амер. переиздание книги.
- Ангрист, Стэнли В. и Лорен Г. Хеплер. Порядок и хаос . Основные книги, 1967. [QC311.A5]
- Коллинз, Джон. Вечный двигатель: разгадана древняя тайна? Пермо Публикации, 1997, 2005. История Иоганна Бесслера, составленная из первоисточников.
- Диркс, Генри. (1806-1873) Вечный двигатель, или поиск собственных мотивов власть в 17-18 и 19 веках. Лондон, E. & F. Spon, 16. Баклерсбери, 1861 год. Роджерс энд Холл Ко., 1916 год.
- Диркс, Генри. (1806-1873) Вечный двигатель, или история поисков для двигательной силы с 13 по 19 века.Лондон, Э. и Ф. Спон, 48 Чаринг-Кросс, 1870 г.
- Диркс, Генри. (1806-1873) Напротив, научные исследования или практика С химерическими стремлениями на примере двух популярных лекций. I. Жизнь Эдварда Сомерсета, второго маркиза Вустера, изобретателя парового двигателя. II. Химеры науки: астрология, алхимия, квадрат круга, вечный Mobile, Etc. London, E. & F. N. Spon, 48, Charing Cross, S. W. 1869.
- Гарднер, Мартин Причуды и заблуждения во имя науки. Dover, 1952, 1957. Это классика. В этой книге нет главы о вечном двигателе, но комментарии Гарднера о психологии псевдоученых и чудаков одинаково применимы ко многим вечным двигателям. Его комментарии о вечном двигателе см. В следующей ссылке.
- Гарднер, Мартин. Perpetual Motion: иллюзия и реальность , Foote Prints, (домашний журнал Foote Mineral Co., Экстон, Пенсильвания.) Vol. 47, No. 2, 1984, p. 21-35.
- Херринг, Дэниел Вебстер (1850-1938). Недостатки и заблуждения науки. Ван Ностранд, 1924 год.
- Хискокс, Гарднер Д., М.Е. Механические устройства и новинки строительства. Нормальный W. Henley Publ. Co., 1927 год. Глава 23, доступная в Интернете, представляет собой чудесный ресурс, содержащий около 60 вышедших из строя механических устройств с изображениями. Имена изобретателей, даты и номера патентов обычно не приводятся, и в этом источнике не указываются причины, по которым устройства не работают.Преамбула Хискокса предполагает, что научные мнения разделились относительно возможности вечного двигателя. Но его описание многих из этих устройств показывает, что он не сомневается в их невозможности, и, кажется, он говорит: «Конечно, вы понимаете, почему они явно не работают, поэтому мне не нужно подробно объяснять». Увы, что Это совсем не очевидно для многих изобретателей, даже сегодня, которые торгуют незначительными вариациями этих старых и дискредитированных идей, полностью уверенные, что они должны работать.Если вы только что изобрели, казалось бы, изумительный вечный двигатель, вам лучше взглянуть сюда, чтобы узнать, было ли это сделано раньше. Если да, можете быть уверены, что это не сработает.
- Ястров, Джозеф. История человеческой ошибки. D. Appleton-Century Company, 1936. Глава У. Ф. Г. Суанна «Ошибка в физике». Книги для библиотек.
- Мур, Клара Блумфилд. Кили и его открытия. (Перепечатка издана с предисловием Лесли Шепард, University Books, 1972 ?.Оригинальное издание, 1893 г. (?).) Миссис Мур была одной из самых верных сторонниц Кили. Объяснения Кили своих теорий были непонятны даже тем, кто сочувствовал его работе, и эта книга предоставляет множество примеров этого.
- Орд-Хьюм, Артур В. Дж. Вечный двигатель. St Martins Press, 1978. Орд-Хьюм был инженером, который много писал об старинных часах и других механизмах. Но его бесцеремонные «опровержения» многих вечных двигателей банальны и вводят в заблуждение.Некоторым частям, особенно главе 6, трудно следовать. Но книга имеет то достоинство, что она до сих пор печатается в мягкой обложке, и как исторический обзор предмета стоит того, чтобы ею владели. Однако рисунки в репринтном издании Barnes and Noble воспроизводятся плохо. В некоторых интернет-источниках есть эта бесплатная электронная книга, но некоторые иллюстрации воспроизведены плохо.
- Фин, Джон. Семь безумств науки. Д. Ван Ностранд, 1906. Чертежи очень четко воспроизведены, видимо, перерисованы из первоисточников.Объяснения часто не попадают в цель.
- В журнале Scientific American, 1884 есть ссылки на Дж. У. Кили, как правило, уничижительные и даже саркастические. 19 марта, с. 196. 5 апреля, с. 213. 11 окт., С. 230. Это бесплатно в Интернете.
- В приложении Scientific American есть семь длинных статей о вечных двигателях, подробно описанных, с красивыми гравюрами и кривым сарказмом. Это бесплатная загрузка с Google.
- Веранс, Перси (Псевдоним!).Постоянное движение. Компания 20th Century Enlightenment Specialty Co., 1916 год. Материал из Диркса. книги, переработанные и сжатые “для широкого читателя”, и многие оригинальные иллюстрации. Очевидно, это розенкрейцерское издание из серии под названием: History, Explanation and Prophecy Illustrated, . Предупреждение: хитрый псевдоним недавно присвоили несколько человек, не имеющих отношения к анонимному автору этой книги.
Читаемый отчет об истории Бесслера находится в:
- Гулд, Руперт. Странности, Книга необъяснимых фактов. 1928, 1944, 1964, Университетские книги 1965. Глава V, Колесо Орфирея.
В некоторых учебниках упоминаются вечные двигатели или ставятся проблемы их.
- Геттис, У. Эдвард, Келлер и Сков. Классическая и современная физика , McGraw-Hill, 1989. Задачи конца главы о «Водопаде» Эшера (стр. 347), парадокс выталкивающей силы (стр.348), а также утяжеленное поршневое устройство (стр. 348).
- Хадсон, Элвин и Рекс Нельсон. Университетская физика , Харкорт Брейс Jovanovich, Inc., 1982 г. В разделе 21.7 обсуждаются устройства с вечным двигателем. фотографии колеса с отягощением, плавучего двигателя, замкнутого цикла 1618 мельница, аммиачный двигатель и изображение водопада Эшера – все на стр. 511.
- О’Ханиан, Ханс К. Physics , W.W. Norton, 1985. Краткое описание два вида вечных двигателей, с рисунком колесо с отбойником с шарнирно-молоточковым перфоратором (стр. 508)
Ваши комментарии и предложения приветствуются по указанному здесь адресу электронной почты. При ответе на что-либо в этой сети страниц укажите конкретный документ по теме, имени или имени файла.
Все материалы в этом музее принадлежат Дональду Э. © 2002, 2003, 2020.Симанек, за исключением текста и материалов, указанных начиная с другие источники. Последняя редакция, январь 2016 г.
Вернуться на первую страницу.
Вернитесь в угол Боба Шадевальда.
Вернуться к началу этого документа.
Физика вечных двигателей
Что такое вечный двигатель?
Вечный двигатель – это (как следует из названия) машина, которая постоянно движется; это никогда не прекращается. Всегда. Так что, если вы создадите его сегодня и запустите, он будет работать до Большого Замораживания.Назвать это «долгое время» – значит преуменьшить грандиозные масштабы.
Если вы не в курсе, Большое Замораживание – это теоретический конец всего. Это точка, в которой Вселенная расширилась настолько, что достигла состояния нулевой термодинамической свободной энергии. Другими словами, это точка, в которой космос в целом не сможет поддерживать движение. Все пространство-время будет в абсолютном нуле (самая низкая из известных температур, при которой все движение прекращается).
Короче говоря, Большой Заморозок – это, по сути, время вечной, бесконечной, совершенно неподвижной тьмы.К счастью, этого не произойдет в ближайшие 100 триллионов лет или около того.
В любом случае важно помнить, что настоящий вечный двигатель сможет проработать как минимум столько же.
В Интернете есть множество проектов, которые утверждают, что являются рабочими проектами для вечных двигателей. Если вы посмотрите на эти конструкции, то не будет надуманным, чтобы думать, что некоторые из этих машин могут (при правильной конструкции) двигаться без остановки. И если бы мы могли это сделать, последствия были бы ошеломляющими.По сути, у нас был бы вечный источник энергии. Более того, это будет свободных энергии.
К сожалению, благодаря фундаментальной физике нашей Вселенной вечные двигатели невозможны.
Так вот, я знаю, что, вероятно, есть много людей, которые говорят: «Никогда в науке нельзя говорить« никогда »». И достаточно справедливо. Я допускаю, что новые знания могут прийти; однако для того, чтобы появились вечные двигатели, это новое знание должно сломать физику в том виде, в каком мы ее знаем.Мы были бы неправы просто во всем, и почти ни одно из наших наблюдений не имело бы смысла.
Если это не «невозможно», то это настолько близко, насколько это возможно в науке. Итак, давайте разберемся в вечных двигателях и почему мы никогда не сможем их создать.
Физика вечного движения
Первый закон термодинамики – это закон сохранения энергии. В нем говорится, что энергия всегда сохраняется. Это означает, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена.Вместо этого он просто переходит из одной формы в другую. Чтобы машина оставалась в движении, прикладываемая энергия должна оставаться в машине без каких-либо потерь. Уже одним этим фактом невозможно построить вечные двигатели.
Почему? Чтобы построить вечный двигатель, мы должны сделать многое:
1.) В машине не должно быть «трущихся» частей: любая движущаяся часть не должна касаться других частей. Это из-за трения, которое может возникнуть между ними. Это трение в конечном итоге приведет к тому, что машина потеряет энергию на нагрев.Недостаточно сделать поверхность гладкой, потому что нет идеально гладкого объекта. Тепло всегда будет генерироваться, когда две части трутся друг о друга (и это тепловыделение является передачей энергии, т. Е. Движущаяся машина теряет энергии).
2.) Машина должна работать в вакууме (без воздуха): Причина этого связана с причиной, указанной под номером один. Работа машины в любом месте приведет к потере энергии машиной из-за трения между движущимися частями и воздухом.Хотя энергия, теряемая из-за трения воздуха, очень мала, помните, что мы говорим здесь о вечных двигателях, если есть механизм потерь, в конечном итоге машина все равно потеряет свою энергию и остановится (даже если это займет много времени, много времени).
3.) Машина не должна издавать никаких звуков: Звук также является формой энергии; если машина издает какой-либо звук, это означает, что она также теряет энергию.
Давайте просто скажем, что каким-то образом мы можем построить вечный двигатель.Сможем ли мы получить от него энергию? Да, но только до той энергии, которая используется в качестве входа для начала движения. Вечный двигатель в реальной жизни будет просто хранилищем энергии. Мы должны помнить, что энергия не может быть создана; он всегда должен откуда-то исходить.
Итак, если вам удастся построить один, вам понадобится энергия, чтобы начать движение. Это единственная энергия, которую вы сможете собрать, поскольку, как было сказано ранее, энергия не может быть создана. Что-то вроде бессмысленного устройства, правда.
Дополнительная информация Джетро Андал.
Как читатель футуризма, мы приглашаем вас присоединиться к Singularity Global Community, форуму нашей материнской компании для обсуждения футуристической науки и технологий с единомышленниками со всего мира. Присоединяйтесь бесплатно, зарегистрируйтесь сейчас!
Вечный двигатель | Королевское общество
Если вы недавно заглянули в Королевское общество, вы, возможно, видели на выставке объект, который кажется скорее нарушителем Академии наук Великобритании: изобретение, претендующее на роль вечного двигателя.
Настоящий вечный двигатель – такой, который будет работать бесконечно без внешнего источника энергии для его питания – невозможен, поскольку он нарушает законы термодинамики. Велосипедное колесо, вращающееся без остановки в Королевском обществе с июля, является творением Дэвида Джонса, который под псевдонимом «Дедал» вел научные колонки для Nature , New Scientist и The Guardian . В этих чертах Джонс предлагал фантастические изобретения, основанные на научных принципах, но затем проверял границы возможностей, перенося свои идеи в области фантастики.
Многие пытались распознать замаскированную работу вечных двигателей Дедала, но я слышал, что только один человек когда-либо предлагал правильный ответ их создателю. Секрет сейчас хранится в конверте в архиве Королевского общества, чтобы оставаться закрытым в течение следующих 30 лет, за исключением тех, кому поручено его обслуживание – оказывается, что машине может потребоваться время от времени подталкивать, чтобы она продолжала работать. .
Дэвид «Дедал» Джонс с вечным двигателем на выставке в Йорке в 1980 году
Это устройство и его секрет являются частью большого архива Дэвида Джонса, переданного Королевскому обществу его другом и коллегой сэром Мартином Полякоффом из ФРС после того, как Джонс скончался в 2017 году в возрасте 79 лет.Помимо создания гениальных и неправдоподобных изобретений, Джонс был квалифицированным химиком и отличился тем отличием, что одно из его (полностью практичных, но все же гениальных) творений покинуло планету Земля: его документы в архиве Королевского общества включают работу над химическим садом, предназначенным для исследуйте рост без гравитации. И если этого было недостаточно, Джонс переписал историю, предположив, что Наполеон был отравлен мышьяком на его зеленых обоях, а не был убит кровожадными британцами.
Химический сад, спроектированный Дэвидом Джонсом. Сад отправился в космос в рамках исследовательской миссии D2, совместного проекта НАСА и немецкого космического агентства DLR, запущенного на космическом корабле “Колумбия” 26 апреля 1993 года.
Однако нет никаких сомнений в том, что Джонса лучше всего помнят как одаренного писателя, журналиста и пропагандиста науки. Его вечный двигатель был создан, чтобы познакомить озадаченных зрителей с законами науки – задать вопрос, что возможно, а что нет.
Те, кто заинтересован в попытках выяснить, как он «бросил вызов законам физики», могли поискать зацепки в истории. Попытки создать вечный двигатель восходят, по крайней мере, к XII веку, когда индийские инженеры предложили машину, которая работала по принципу неуравновешенного колеса, со спицами, утяжеленными ртутью, которые смещались при вращении колеса, перераспределяя вес и заставляя ось продолжать вращение. Многочисленные «решения» вечного двигателя, последующие возражения и ответы на возражения были зачитаны на собраниях Королевского общества, особенно в начале восемнадцатого века, что побудило экспериментального помощника Ньютона Джона Теофила Дезагулериса опубликовать в 1721 году объяснение недостатков теории неуравновешенного колеса в Журнал Philosophical Transactions Общества.
Рисунки Desaguliers, из «Замечаний о некоторых попытках создания вечного двигателя», Phil. Пер. 31 (1721), страницы 234-239
Обсуждение науки и ее возможностей – вот для чего было основано Королевское общество, поэтому, оглядываясь назад с нашей современной точки зрения, мы должны воздерживаться от резких суждений в отношении таких любопытных умов – в конце концов, в то время, когда алхимия все еще считалась законной областью изучения. , погоня за вечным двигателем не кажется такой уж необоснованной.Приманка к вечному двигателю, однако, такова, что проекты продолжали представляться Обществу такими разными людьми, как священнослужители и сапожники, даже после того, как они неоднократно разоблачались. Похоже, существовало ошибочное мнение, что Общество предлагало приз любому, кто сможет решить загадку, как и за надежный метод определения долготы. На самом деле решения иногда подавались для обоих одновременно, возможно, раскрывая мотивы более денежные, чем следственные.В 1888 году раздраженный секретарь общества Герберт Рикс все еще рассылал письма, разоблачающие то, что он называл «широко распространенным заблуждением» о вечном двигателе.
Один из моих личных фаворитов среди вечных двигателей в коллекциях Общества – это водяное колесо с добавленной мощностью вечного двигателя, опубликованное известным итальянским инженером шестнадцатого века Агостино Рамелли. В сопроводительном тексте он предполагает, что дизайн был создан только по просьбе богатого покровителя, и Рамелли продолжает говорить, что он будет работать только в подходящих ситуациях, возможно, подразумевая, что такой ситуации не существует:
«Вы должны знать, что внутренняя часть этого колеса была разработана, чтобы доставить удовольствие джентльмену, который попросил меня сделать это, потому что он подумал, что, поскольку течение реки было слишком медленным, ему должно помочь колесо.Таким образом, любой может воспользоваться им, если сочтет это подходящим ».
Дизайн Агостино Рамелли для вечного двигателя, модель Различные и оригинальные машины капитана Агостино Рамелли (1588)
Совершенно непонятно, почему вообще была бы необходима вода, если бы вы создали настоящий вечный двигатель!
Дэвид Джонс, похоже, был далеко не первым, кто подарил миру вечный двигатель с твердым языком в щеке. В 1588 году Рамелли знал, что бесполезно представлять серьезную конструкцию такого устройства, и тем не менее, похоже, всегда будут те, кто будет заниматься этой химерой физики.
Как архивариус, регулярно доставляющий большие книги читателям, я предполагаю, что еще одно изобретение Рамелли, возможно, стоит воссоздать больше – книжное колесо. Если хотите, аналоговый розжигатель загружен несколькими томами, чтобы можно было переключаться между ними и избегать повторных походов к полкам или окружения себя шатающимися башнями томов.
Книжное колесо Агостино Рамелли (1588)
Пять вечных машин и почему ни одна из них не работает
Для эксцентричного изобретателя вечный двигатель, вероятно, кажется низко висящим плодом.Конечно, эти надоедливые законы термодинамики говорят нам, что ни одна машина не может работать вечно без какого-либо энергозатрат, но нет причин, по которым эти архаичные, эзотерические размышления нельзя преодолеть. Всего одна искра изобретательности взбудоражит физику и принесет нескончаемую славу и богатство!
Конечно, многие пытались, и все потерпели неудачу.
Давайте взглянем на еще несколько примечательных попыток.
Диммеры
Колесо с отягощением. Возможно, самое раннее зарегистрированное намек на вечное движение появилось благодаря известному средневековому математику Бхаскара в 12 веке.Индийский мыслитель предложил «уравновешенное» колесо, в котором веса будут качаться с одной стороны, прилагая больший крутящий момент, чтобы колесо продолжало вращаться. Беглый взгляд на колесо в движении показывает, почему эта идея обречена на провал. Одна сторона колеса всегда будет иметь больший вес, поэтому крутящий момент будет скучно сбалансирован.
Общественное достояние
Самозаполняющаяся колба. Где-то в 17 веке легендарный химик Роберт Бойль предложил самонаполняющуюся колбу, в которой жидкость наливается в чашку на одном конце аппарата и течет через наматывающую трубку вверх и обратно в крышку, гипотетически наполняясь навсегда.Идея заключалась в том, что капиллярное действие, при котором жидкости цепляются за поверхности за счет натяжения и адгезии, будет перемещать жидкость вверх по трубке. Однако этот процесс не приведет к выбросу воды из трубки, так как капиллярное действие требует поверхности, за которую можно прилипнуть. Таким образом, жидкость никогда не выйдет из длинной трубки!
Общественное достояние
Поплавковый пояс. Плавающие шары, прикрепленные к ремню, входят в резервуар для воды на дне через водонепроницаемый клапан, а затем всплывают в воде, вращая ремень бесконечно.Вы можете заметить недостаток? Те же силы, которые толкают шары вверх через воду, отталкивают шары, в первую очередь, пытаясь войти в воду. Ремень поплавка – это инновационное решение для вечного двигателя, но в конечном итоге оно вышло из строя.
Невит Дильмен
Радиометр Крукса. Эта странно выглядящая ветряная мельница заперта в герметичной камере в условиях, близких к вакууму, так как, черт возьми, она движется? Ответ легкий! Это не мельница; это легкая мельница! Химик Уильям Крукс случайно наткнулся на этот эффект и создал устройство в 1873 году.Сначала он предположил, что фотоны давят на темные лопасти посредством радиационного давления, как предсказывала теория электромагнетизма Максвелла, но на самом деле это было неверно. Правильное решение было найдено шесть лет спустя Осборном Рейнольдсом. Благодаря процессу «термической транспирации» свет нагревает молекулы газа на черных сторонах лопастей, которые ползут к краям и перетекают в молекулы более холодного газа на серебряной стороне лопаток. «Чистое движение лопасти из-за касательных сил вокруг краев происходит от более теплого газа к более холодному газу, при этом газ проходит по краю в противоположном направлении», – пояснил Фил Гиббс из UC-Riverside.
Кмаринас86
Энергетическая машина Ньюмана. В 1979 году американский изобретатель Джозеф Ньюман попытался запатентовать свой новый двигатель постоянного тока, заявив, что он производит больше энергии, чем подаваемая на него батарея. Как он сказал CNN, его вращающееся устройство «использовало энергию магнитного поля, состоящего из движущейся материи», толкая его точно так же, как водяное колесо. Патентное ведомство не согласилось и отклонило его заявку. Ньюман подал апелляцию, и его устройство было впоследствии тщательно проверено Национальным бюро стандартов, которое пришло к выводу, что энергоэффективность устройства никогда не превышала 100% (что поддерживало бы вечный двигатель), даже близко.Дело получило широкое внимание средств массовой информации в 1970-х и 1980-х годах, но Ньюман быстро ушел из внимания, когда показал себя полным чудаком. В какой-то момент он утверждал, что женился на своей секретарше и ее 8-летней дочери, действуя по приказу Бога.
Возможны ли вечные двигатели?
Что, если бы мы могли создать машину, которая создает, а не использует энергию? Что ж, это уже придумали, и работает это так. Представьте себе простое деревянное колесо с прорезями для монетоприемников внутри.Когда колесо вращается, монеты падают на дно прорезей, чтобы одна сторона колеса всегда была тяжелее. Это означает, что колесо никогда не перестанет вращаться, и это происходит без необходимости в каких-либо внешних источниках энергии или даже без небольшого толчка, чтобы запустить его. Если мы увеличим масштаб, у нас могут быть поля гигантских структур, похожих на ветряные мельницы, которым даже не нужен ветер для создания энергии. Невероятно, правда?
Что ж, извините, что лопнул там ваш пузырь, но этот невероятный вечный двигатель не собирается в ближайшее время решать наши проблемы, связанные с изменением климата.Почему? Потому что, несмотря на то, что похоже, что это работает в последнем эпизоде Physics Girl, это не так. Проблема заключается в оси в середине колеса – из-за трения эта часть в конечном итоге изнашивается и перестает работать, что делает вечный двигатель не таким вечным.
Другая проблема – гравитация. Хотя может показаться, что одна сторона колеса тяжелее, потому что все монеты падают на дно своих прорезей и толкают ее вниз, то, как гравитация влияет на колеса, мешает этому механизму.В обычном колесе его центр масс находится в самом центре колеса. Если вы начнете добавлять монеты в это колесо, они могут немного толкнуть одну сторону вниз, но вместо того, чтобы заставить колесо вращаться, они просто заставят его немного качаться назад и вперед в соответствии с его центром масс.
«Колесо раскачивается взад и вперед, замедляясь, пока не остановится там, где центр масс находится в самом нижнем положении – всегда», – говорит Physics Girl. «Таким образом, неуравновешенное колесо будет раскачиваться взад и вперед, как унылый маятник, пока трение не победит.
