Вечные двигатели: Самые известные вечные двигатели – Рамблер/новости

Самые известные вечные двигатели – Рамблер/новости

Мария Иванова

25 апреля, 15:33

Человечество уже многие века одержимо мечтой о вечном двигателе: бесконечном источнике дешевой энергии, который раз и навсегда решит целый ряд проблем. Хотя современные ученые не оставляют попыток совершить прорыв, первые эксперименты в этом направлении начались еще средневековье. Рассказываем, как появилась идея вечного двигателя и как инженеры попытались претворить ее в жизнь.

Что такое вечный двигатель

Видео дня

Вечный двигатель — это теоретическое устройство, которое способно генерировать энергию без какого-либо топлива, исключительно на внутреннем ресурсе. Сама концепция изобретения проистекает из средневековых представлений об устройстве окружающего мира: в прошлом исследователи и естествоиспытатели считали, что многие вещи в природе таинственным образом движутся сами по себе. Солнце сменяется Луной, приливы переходят в отливы, течение рек никогда не останавливается — это явление называлось «естественным вечным движением». А раз оно существует в естественной среде без человеческого вмешательства, то ученые умы рассудили, что его наверняка можно воссоздать в лабораторных условиях.

Концепция вечного двигателя получила широкое распространение в Европе XIII века: приблизительно этим периодом датируются самые ранние исторические документы, дожившие до наших времен. Желание найти источник бесконечной энергии скорее всего было продиктовано бурной индустриализацией. На фоне прироста населения ремесленники нуждались в новых производственных мощностях, чтобы поспевать за растущим потреблением. Средневековые изобретатели пытались помочь как могли: в общей сложности до современности дошло чуть больше тысячи различных проектов perpetuum mobile.

Правда, уже в XV веке именитые ученые (такие как да Винчи и Галилей) начали серьезно сомневаться, что вечный двигатель действительно можно претворить в жизнь. А в конце XVII века их сомнения нашли научное обоснование в виде закона сохранения энергии — одного из фундаментальных законов природы, согласно которому энергию физически нельзя создать или уничтожить. Теория немецкого физика Готфрида Вильгельма Лейбница поставила крест на мечтах о вечном двигателе и впоследствии стала одним из основных постулатов термодинамики.

Впрочем, до той поры (и на протяжении многих лет после) энтузиасты продолжали разрабатывать невозможные perpetuum mobile различных конструкций. Мы собрали самые известные проекты.

Колесо Бхаскары

В середине XII века индийский философ Бхаскара якобы одним из первых предложил модель вечного двигателя. Согласно описанию, его двигатель должен был генерировать энергию благодаря колесу, на котором под определенным углом закреплены сосуды, наполненные ртутью. Этот механизм создавал разницу в весе между разными частями конструкции: жидкий металл переливался из одного конца емкостей в другой, бесконечно вращая колесо. На схожем принципе построены и многие другие прототипы вечных двигателей.

YouTube

Колесо Виллара де Оннекура

Французский инженер Виллар де Оннекур был самым настоящим человеком эпохи Возрождения. Он интересовался самыми разными областями научной деятельности — от проектировки соборов и прикладных инструментов до дрессировки диких животных. Помимо всего прочего, его руке принадлежит первый задокументированный чертеж вечного двигателя: его можно найти в «Книге рисунков», где конструктор опубликовал коллекцию собственных чертежей.

Виллар де Оннекур описал два возможных механизма своей машины. Первый применял ртуть (примерно так же, как колесо Бхаскары), тогда как второй использовал нечетное число молоточков: одна сторона колеса постоянно перевешивала другую. При каждом новом повороте соотношение грузов должно было заставить колесо вращаться (в теории бесконечно), но инженер не учел, что силы тяжести молоточков по обе стороны конструкции практически равны — на деле машина быстро остановится.

Wikipedia

Эксперименты Леонардо да Винчи

Легендарный итальянец также проводил много опытов в поисках perpetuum mobile. На первых порах он изучал популярные конструкции на основе колеса, однако вскоре принялся модернизировать их и вносить собственные корректировки. Результатом исследований да Винчи стала машина на базе винта Архимеда: он поднимал воду, которая затем выливалась в специальный желоб и стекала на лопасти, приводившие сам винт в движение. Тем не менее, задумка знаменитого инженера не работала ввиду силы трения — без избыточной энергии двигатель физически не мог вращаться сам по себе.

Магнитный двигатель Джона Уилкинса

В книге «Сотня изобретений» середины XVII века англичанин Джон Уилкинс описал устройство вечного двигателя, построенного на взаимодействии магнитов. Железный шарик должен был постоянно двигаться вверх-вниз по конструкции из двух желобов за счет сильного магнитного излучения, однако инженер и сам прекрасно осознавал, что его затея обречена на провал. Сильный магнит попросту не позволит шарику попасть вниз желоба; слабый же не притянет его наверх.

YouTube

Вечный двигатель Орфиреуса

Саксонский алхимик Иоганн Бесслер вошел в историю как шарлатан, который перепробовал множество разных профессий. Он взял звучный псевдоним Орфиреус только ради того, чтобы выглядеть солиднее в глазах окружающих. Тем не менее, в начале XVIII века самопровозглашенный изобретатель представил свой вариант вечного двигателя: полое колесо на толстой деревянной оси, которое приходило в движение благодаря системе противовесов.

Этот эксперимент известен прежде всего тем, что аристократ-покровитель Бесслера несколько раз проверял его изобретение, заперев двигатель в пустой комнате — в конце концов меценат признал, что perpetuum mobile Орфиреуса действительно работает. Предприимчивый инженер рассчитывал неплохо заработать, раскрыв секрет своего детища за крупный гонорар, однако скептически настроенный меценат вскоре якобы пообещал награду любому, кто сможет поймать Бесслера на лжи. В результате его служанка рассказала, что во время проверок вечный двигатель сохранял скорость только из-за того, что люди в соседней комнате дергали за скрытно подвязанные веревочки. До нашего времени машина не дожила: Бесслер собственными руками разрушил ее, когда слухи о мошенничестве получили широкую огласку.

Wikipedia

Наука и техника, Леонардо да Винчи

Вечные двигатели. Занимательная физика. Перельман Я.И. :: Класс!ная физика

Главная карта сайта гостевая контакты в избранное реклама
Главная Вспомни физику: 7 класс 8 класс 9 класс 10-11 класс видеоролики по физике мультимедиа 7 кл. мультимедиа 8 кл. мультимедиа 9 кл. мультимедиа 10-11 кл. астрономия тесты 7 кл. тесты 8 кл. тесты 9 кл. демонстрац.таблицы ЕГЭ физсправочник Книги по физике Умные книжки Есть вопросик? Его величество… Музеи науки… Достижения… Викторина по физике Физика в кадре Учителю Читатели пишут Загляни! На урок Выпускникам Как сдавать экзамены? ВУЗы Санкт-Петербурга Тактика тестирования Знаешь ли ты себя? Пробное тестирование	Здесь есть всё! ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА авт. ПЕРЕЛЬМАН Я.И. О “вечном двигателе”, “вечном движении” часто говорят и в прямом и в переносном смысле слова, но не все отдают себе отчет, что, собственно, надо подразумевать под этим выражением. Вечный двигатель — это такой воображаемый механизм, который безостановочно движет сам себя и, кроме того, совершает еще какую-нибудь полезную работу (например, поднимает груз). Такого механизма никто построить не смог, хотя по пытки изобрести его делались уже давно. Бесплодность этих попыток привела к твердому убеждению в невозможности вечного двигателя и к установлению закона сохранения энергии — фундаментального утверждения современной науки. Что касается вечного движения, то под этим выражением подразумевается непрекращающееся движение без совершения работы. Рис. 44. Мнимое вечно движущееся колесо, придуманное в средние века На рис. 44 изображен мнимый самодвижущийся механизм — один из древнейших проектов вечного двигателя, иногда и теперь возрождаемый неудачливыми фанатиками этой идеи. К краям колеса прикреплены откидные палочки с грузами на концах. При всяком положении колеса грузы на правой его стороне будут откинуты дальше от центра, нежели на левой; эта половина, следовательно, должна всегда перетягивать левую и тем самым заставлять колесо вращаться. Значит, колесо должно вращаться вечно, по крайней мере до тех пор, пока не перетрется его ось. Так думал изобретатель. Между тем, если сделать такой двигатель, то он вращаться не будет. Почему же расчет изобретателя не оправдывается? Вот почему: хотя грузы на правой стороне всегда дальше от центра, но неизбежно такое положение, когда число этих грузов меньше, чем на левой. Взгляните на рис. 44: справа всего 4 груза, слева же — 8. Оказывается, что вся система уравновешивается; естественно, что колесо вращаться не станет, а, сделав несколько качаний, остановится в таком положении [Движение такой системы описывается с помощью так называемой теоремы моментов.]. Теперь доказано непреложно, что нельзя построить механизм, который вечно двигался бы сам собой, выполняя еще при этом какую-нибудь работу. Совершенно безнадежно трудиться над такой задачей. В прежнее время, особенно в средние века, люди безуспешно ломали головы над ее разрешением и потратили на изобретение “вечного двигателя” (по латыни perpetuum mobile [Произносится “перпетуум мобиле”]) много времени и труда. Обладание таким двигателем представлялось даже более заманчивым, чем искусство делать золото из дешевых металлов. У Пушкина в “Сценах из рыцарских времен” выведен такой мечтатель в лице Бертольда. “ — Что такое perpetuum mobile? — спросил Мартын. — Perpetuum mobile, — отвечает ему Бертольд, — есть вечное движение. Если найду вечное движение, то я не вижу границ творчеству человеческому… Видишь ли, добрый мой Мартын! Делать золото — задача заманчивая, открытие, может быть, любопытное и выгодное, но найти perpetuum mobile… О!…”. Были придуманы сотни “вечных двигателей”, но ни один не двигался. В каждом случае, как и в нашем примере, изобретатель упускал из виду какое-нибудь обстоятельство, которое и разрушало все планы. Вот еще образчик мнимого вечного двигателя: колесо с перекатывающимися в нем тяжелыми шариками (рис. 45). Изобретатель воображал, что шары на одной стороне колеса, находясь всегда ближе к краю, своим весом заставят колесо вертеться. Рис. 45. Мнимый вечный двигатель с перекатывающимися шариками. Разумеется, этого не произойдет — по той же причине, как и с колесом, изображенным на рис. 44. Тем не менее в одном из городов Америки устроено было ради рекламных целей, для привлечения внимания публики к кафе, огромное колесо именно подобного рода (рис. 46). Конечно, этот “вечный двигатель” незаметно приводился в действие искусно скрытым посторонним механизмом, хотя зрителям казалось, что колесо двигают перекатывающиеся в прорезах тяжелые шары. В том же роде были и другие мнимые образцы вечных двигателей, выставлявшиеся одно время в витринах часовых магазинов для привлечения публики: все они незаметно приводились в движение электрическим током . Рис. 46. Мнимый вечный двигатель в городе Лос-Анжелесе (Калифорния), устроенный ради рекламы. Один рекламный “вечный двигатель” доставил мне однажды немало хлопот. Мои ученики-рабочие были им настолько поражены, что оставались холодны к моим доказательствам невозможности вечного двигателя. Вид шариков, которые, перекатываясь, вращали колесо и тем же колесом поднимались вверх, убеждал их сильнее моих доводов; они не хотели верить, что мнимое механическое чудо приводится в действие электрическим током от городской сети. Выручило меня то, что в выходные дни ток тогда не подавался. Зная это, я посоветовал слушателям наведаться к витрине в эти дни. Они последовали моему совету. — Ну, что, видели двигатель? — спросил я. — Нет, — ответили мне сконфуженно. — Его не видно: прикрыт газетой… Закон сохранения энергии вновь завоевал у них доверие и более уже не утрачивал его. “ЗАЦЕПОЧКА” Немало русских изобретателей-самоучек трудилось над разрешением заманчивой проблемы “вечного двигателя”. Один из них, крестьянин-сибиряк Александр Щеглов, описан у М. Е. Щедрина в повести “Современная идиллия” под именем “мещанина Презентова”. Вот как рассказывает Щедрин о посещении мастерской этого изобретателя: “Мещанин Презентов был человек лет тридцати пяти, худой, бледный, с большими задумчивыми глазами и длинными волосами, которые прямыми прядями спускались к шее. Изба была у. него достаточно просторная, но целая половина ее была занята большим маховым колесом, так что наше общество с трудом в ней разместилось. Колесо было сквозное, со спицами. Обод его, довольно объемистый, сколочен был из тесин, наподобие ящика, внутри которого была пустота. В этой-то пустоте и помещался механизм, составлявший секрет изобретателя. Секрет, конечно, не особенно мудрый, вроде мешков, наполненных песком, которым предоставлялось взаимно друг друга уравновешивать. Сквозь одну из спиц была продета палка, которая удерживала колесо в состоянии неподвижности. — Слышали мы, что вы закон вечного движения к практике применили? — начал я. — Не знаю, как доложить, — ответил он сконфуженно, — кажется, словно бы… — Можно взглянуть? — Помилуйте! За счастье… Он подвел нас к колесу, потом обвел кругом. Оказалось, что и спереди и сзади — колесо. — Вертится? — Должно бы, кажется, вертеться. Капризится будто… — Можно отнять запорку? — Презентов вынул палку — колесо не шелохнулось. — Капризится! — повторил он, — надо импет дать. Он обеими руками схватился за обод, несколько раз повернул его вверх и вниз и, наконец, с силой раскачал и пустил, — колесо завертелось. Несколько оборотов оно сделало довольно быстро и плавно, — -слышно было, однако ж, как внутри обода мешки с песком то напирают на перегородки, то отваливаются от них; потом начало вертеться тише, тише; послышался треск, скрип, и. наконец, колесо совсем остановилось. — Зацепочка, стало быть, — сконфуженно объяснил изобретатель и опять напрягся и размахал колесо. Но во второй раз повторилось то же самое. — Трения, может быть, в расчет не приняли? — И трение в расчете было… Что трение? Не от трения это, а так… Иной раз словно порадует, а потом вдруг… закапризничает, заупрямится — и шабаш. Кабы колесо из настоящего материалу было сделано, а то так, обрезки кой-какие”. Конечно, дело тут не в “зацепочке” и не в “настоящем материале”, а в сложности основной идеи механизма. Колесо немного вертелось от “импета” (толчка), который дан был ему изобретателем, но неизбежно должно было остановиться, когда сообщенная извне энергия истощилась на преодоление трения. АККУМУЛЯТОР УФИМЦЕВА Насколько легко впасть в ошибку, если о “вечном” движении судить только по внешнему виду, показывал так называемый аккумулятор механической энергии Уфимцева. Курский изобретатель А. Г. Уфимцев создал новый тип ветросиловой станции с дешевым “инерционным” аккумулятором, устроенным по типу махового колеса. В 1920 г. Уфимцевым построена была модель его аккумулятора в виде диска, вращающегося на вертикальной оси с шариковым подшипником, в кожухе, из которого выкачан воздух. Будучи разогнан до 20000 оборотов в минуту, диск сохранял вращение в течение пятнадцати суток! Глядя на вал такого диска, целыми днями вращающийся без притока энергии извне, поверхностный наблюдатель мог заключить, что перед ним реальное осуществление вечного движения.   Страницы из книги «Занимательная физика», авт. Я.И. Перельман Глава 4. Книга 1 Вращение и вечные двигатели Вареное или сырое Колесо смеха Чернильные вихри Обманутое растение Вечные двигатели Зацепочка Аккумулятор Уфимцева Чудо и не чудо Вечный двигатель времен Петра I Читаем дальше: Глава 1. Книга 1. Скорость, сложение движений Глава 2. Книга 1. Тяжесть, вес, рычаг, давление Глава 3. Книга 1. Сопротивление среды Глава 4. Книга 1. Вращение и вечные двигатели Глава 5. Книга 1. Свойства газов и жидкостей Глава 6. Книга 1. Тепловые явления Глава 7. Книга 1. Лучи света Глава 8. Книга 1. Отражение и преломление света Глава 9. Книга 1. Зрение одним и двумя глазами Глава 10. Книга 1. Звук и слух Глава 7. Книга 2. Тепловые явления	Азбука физики Научные игрушки Простые опыты Этюды об ученых Решение задач Презентации Загрузка…
Загрузка. .. Главная карта сайта гостевая контакты в избранное реклама

Физика вечных двигателей

Что такое вечный двигатель?

Вечный двигатель — это (как следует из названия) машина, которая постоянно движется; это никогда не останавливается. Всегда. Поэтому, если вы создадите его сегодня и запустите, он будет работать до Большой заморозки. Назвать это «долгое время» — значит преуменьшить эпические масштабы.

Если вы не в курсе, Большая заморозка — теоретический конец всего. Это точка, в которой Вселенная расширилась настолько, что достигает состояния с нулевой термодинамической свободной энергией. Другими словами, это точка, в которой космос в целом не сможет поддерживать движение. Все пространство-время будет находиться при абсолютном нуле (самой низкой из известных температур, при которой прекращается всякое движение).

Короче говоря, Большая заморозка — это, по сути, время вечной, нескончаемой, абсолютно неподвижной тьмы. К счастью, это произойдет не раньше, чем через 100 триллионов лет.

В любом случае важно помнить, что настоящий вечный двигатель сможет работать как минимум столько же.

В Интернете есть много чертежей, которые претендуют на то, чтобы быть рабочими чертежами вечных двигателей. Если вы посмотрите на эти конструкции, не слишком неправдоподобно думать, что некоторые из этих машин могут (при правильном проектировании) 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, было бы бесплатно энергия.

К сожалению, благодаря фундаментальной физике нашей вселенной вечный двигатель невозможен.

Теперь я знаю, что, вероятно, есть много людей, которые говорят: «В науке никогда не следует говорить «никогда». И достаточно справедливо. Я допускаю, что новые знания могут прийти; однако для того, чтобы вечный двигатель стал возможным, это новое знание должно было бы сломать физику в том виде, в каком мы ее знаем. Мы ошибались бы почти во всем, и почти ни одно из наших наблюдений не имело бы никакого смысла.

Если это не “невозможно”, то это самое близкое, что только можно получить в науке. Итак, давайте разберем вечные двигатели и объясним, почему мы никогда не сможем их создать.

Физика вечного двигателя

Первый закон термодинамики — закон сохранения энергии. Он утверждает, 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 продолжала двигаться, прилагаемая энергия должна оставаться с машиной без каких-либо потерь. Только из-за этого невозможно построить вечный двигатель.

Почему? Чтобы построить вечный двигатель, мы должны сделать много вещей:

1.) В машине не должно быть никаких «трущихся» частей: Любая движущаяся часть не должна касаться других частей. Это из-за трения, которое будет создано между ними. Это трение в конечном итоге приведет к тому, что машина потеряет свою энергию в виде тепла. Сделать поверхности гладкими недостаточно, так как нет идеально гладкого объекта. Тепло всегда будет выделяться, когда две части трутся друг о друга (и это выделение тепла есть передача энергии, т. е. двигатель 9).0013 теряет энергии).

2.) Машина должна работать в вакууме (без воздуха): причина этого связана с причиной, указанной в первом. Эксплуатация машины в любом месте приведет к потере энергии машины из-за трения между движущимися частями и воздухом. Хотя энергия, теряемая из-за трения о воздух, очень мала, помните, мы говорим здесь о вечных двигателях , если есть механизм потерь, в конце концов, машина все равно потеряет свою энергию и выйдет из строя (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.

Ради спора скажем, что каким-то образом мы можем построить вечный двигатель. Сможем ли мы получить от него энергию? Да, но только до энергии, которая используется в качестве входа для начала движения. Вечный двигатель в реальной жизни будет просто накопителем энергии. Мы должны помнить, что энергию нельзя создать; это всегда должно исходить из чего-то.

Итак, если вам удастся его построить, вам потребуется энергия, чтобы начать движение. Это единственная энергия, которую вы сможете собрать, поскольку, как было сказано ранее, энергию нельзя создать. Какой-то бесполезный аппарат, на самом деле.

Дополнительный отчет Джетро Андала.

Поделиться этой статьей

№ 33: Вечный двигатель