Как работает «вечный двигатель» и примеры его конструкции

Вечный двигатель будоражит умы ученых и изобретателей всего мира. Сейчас многие одержимы им примерно так же, как в свое время алхимики были одержимы идеей получения золота из свинца. Все из-за того, что он — вечный двигатель — принесет очень много пользы не только в краткосрочной перспективе, но и на далекое будущее. Главное понимать, что вечный двигатель это не совсем то, что многие себе представляют. Это куда более продвинутая вещь, но в то же время более простая, чем принято считать. А еще есть несколько концепций такого двигателя. Давайте разберемся с некоторыми из них.

Вечный двигатель это то, что невозможно даже в теории. Он противоречит сам себе.

Содержание

• 1 Можно ли запатентовать вечный двигатель
• 2 Что такое вечный двигатель
• 3 Как сделать вечный двигатель
  • 3.1 Вечный двигатель на магнитах
  • 3.2 Первый вечный двигатель
  • 3.3 Вечный двигатель Архимеда
  • 3. 4 Вечный двигатель на противовесах
• 4 Почему невозможно создать вечный двигатель

Можно ли запатентовать вечный двигатель

Прежде всего стоит определится, что запатентовать вечный двигатель невозможно. То есть, если вы найдете способ обмануть законы физики, вам, конечно, скажут спасибо, но коммерческих прав на свое изобретение вы иметь не будете. Максимум, вы получите Нобелевскую премию и сможете рассчитывать на всемирное уважение. Если вас это устраивает — стоит постараться и поработать в этом направлении.

Патенты на вечный двигатель перестали рассматриваться очень давно. Например, Патентное ведомство США не принимает такие заявки уже более ста лет, а Парижская академия наук с 1775 года не рассматривает проекты таких двигателей.

Что такое вечный двигатель

Если говорить о том, что такое вообще вечный двигатель, то все основные определения сводятся к тому, что это воображаемое устройство, которое работает неограниченно долго. А самое главное, у него должен быть КПД более 100%. То есть количество выдаваемой им энергии должно быть больше, чем та, которую он потребляет для работы. Это вечный двигатель первого рода.

На латыни вечный двигатель будет Perpetuum Mobile


Есть еще понятие вечного двигатель второго рода. Такой механизм должен получать тепло от одного резервуара и полностью превращать его в работу. Такой тип вечного двигателя невозможен по определению, так как это противоречит первому и второму закону термодинамики.

Может показаться, что космос в некотором роде можно назвать системой вечного двигателя, но это тоже не так. Светила рано или поздно погаснут, а планеты, спутники и галактики, которые движутся в пространстве, только кажутся вечными. На самом деле они постепенно рассеивают свою кинетическую энергию за счет сопротивления солнечного ветра, притяжения других объектов, теплового излучения и даже гравитационных волн.

Эта штука миллиарды лет крутится сама по себе, но она не может считаться вечным двигателем.

В космосе это почти незаметно, так как расстояние и размеры тел огромны, а силы сопротивления минимальны, но потеря энергии все равно есть. Проще говоря, если дать нашей планете бесконечное количество времени вращения, исключив изменения остальных факторов, рано или поздно она просто остановится. На самом деле все немного сложнее и в реальности ее притянет к Солнцу, но суть вы поняли.

Рев двигателей и комендантский час: как SpaceX вынудила жителей Техаса продать свои дома

Можно сказать, что двигатель тоже рано или поздно остановится, если дать ему бесконечно много времени (все равно мы не проверим), но именно для этого и есть требование, что вечный двигатель должен производить больше энергии, чем потреблять. Даже если он будет вырабатывать на ничтожную долю процента больше энергии, чем заберет, он сам сможет обеспечить себя ”топливом”.

Немного юмора на тему вечного двигателя. Вот он!

Как сделать вечный двигатель

В мире было предпринято бесчисленное количество попыток сделать вечный двигатель. Конструкции предлагались самые разные, но объединяло их одно — все они не прошли проверку и не стали настоящим вечным двигателем. Хотя, на первый взгляд может показаться, что некоторые предложенные ниже конструкции будут работать, но это ошибка. Максимально близко к настоящей концепции вечного двигателя может приблизиться конструкция магнитного двигателя.

Перестают ли законы физики работать на краю Вселенной?

Вечный двигатель на магнитах

Конструкция вечного двигателя на магнитах может показаться простой и гениальной одновременно, но в ней есть одно ”но”. Прежде всего, магнит, даже самый хороший, не может давать энергию бесконечно и его сила магнетизма со временем будет уменьшаться. В итоге, двигатель просто перестанет работать. Хотя изначально идея действительно не плохая.

Идея вечного двигателя стала активизироваться в умах изобретателей с появленим неодимовых магнитов. Их пытались применить где угодно, а Майкл Брэди даже сделал двигатель, который запатентовал, хоть и не как вечный.

Такие вещи немного завораживают:

Суть в том, что магнит притягивает расположенные на вращающемся колесе ответные части и проводит конструкцию в движение. Конструкция проста и незамысловата, но даже если не учитывать потери от трения или просто исключить их, поместив систему в вакуум, двигатель все равно не будет вечным. Как раз из-за того, что магниты со временем теряют свои свойства.

Первый вечный двигатель

В любом деле кто-то должен быть первым. Пионер был и в ”вечнодвигателестроении” — им стал индийский математик Бхаскара. Упоминание вечного двигателя встречается в его рукописях, которые датируются XII веком.

5 самых великих ученых в истории человечества

В этих рукописях математик описывает механизм, который приводится в движение за счет перетекания ртути или другой жидкости внутри трубочек, которые надо разместить по окружности колеса. Конструкция выглядит перспективной из-за того, что жидкость на одной стороне колеса всегда будет находиться дальше от его центра.

Примерно так выглядел концепт первого вечного двигателя.

В реальности такая система не работает. Если сделать только две трубочки на разных сторонах колеса, то его действительно перевесит, но когда их много, разное положение жидкости в каждом все равно уравновесит систему и вращения не будет.

У Бхаскара были последователи, которые предлагали вместо жидкости использовать меняющие свое положение грузы. Кончено, все эти проекты были обречены на провал и постепенно первоначальная идея конструкции вечного двигателя сменялась другими.

Одна из вариаций на тему вечного двигателя Бхаскара.

Вечный двигатель Архимеда

На самом деле сам Архимед не изобретал никакого вечного двигателя. Он только сформулировал закон, согласно которому и работает следующая система. С этим законом знаком каждый, кто хоть раз бросал в воду мяч, поплавок или другой надувной предмет.

Так как то, что весит меньше, чем вода, выталкивается ей, это тоже можно использовать в качестве вечного двигателя и подобные концепты были. Например, можно попробовать поместить в систему шарики, которые будут всплывать из воды и раскручивать двигатель.

В этой конструкции не учтено только то, что невозможно сдержать выду в резервуаре, а если и возможно, то она будет давить на входящие поплавки с такой силой, которую не смогут компенсировать всплывающие.

Проблема в том, что в замкнутой системе ”отработанные” шарики надо снова погружать в воду, а на это нужно больше энергии, чем появляется при всплывании. Именно поэтому система почти моментально придет в равновесие и перестанет двигаться. Если только не заставить жидкость находиться с одной стороны, то удержать ее без потерь будет невозможно. Если ее постоянно подливать, то такой механизм уже не будет соответствовать основным требованиям, предъявляемым к вечному двигателю.

Самая большая подводная лодка и история создания субмарин

Вечный двигатель на противовесах

Еще одна система вечного двигателя подразумевает использование смещенной системы, в которой подвешенные на цепь грузы должны тянуть за собой всю конструкцию.

Вот так должна выглядеть эта система и крутиться против часовой стрелки, но она очень быстро придет в состояние равновесия.

Такую конструкцию предложил нидерландский математик Симон Стевин. В цепочку должны быть объединены 14 шаров. Эту цепочку надо перекинуть через треугольную призму. Согласно задумке, с одной стороны будет в два раза больше шаров и они будут тянуть всю систему. При этом шары, которые висят снизу, не участвуют в процессе, так как уравновешены и не должны мешать работе на призме.

Звучит здорово и логично, но та часть системы, где шаров в два раза больше, имеет более пологую плоскость и составляющая силы тяжести шаров с этой стороны будет меньше. В итоге, система опять придет в равновесие и быстро остановится.

Это тоже не вечный двигатель, а просто игрушка, так как кинетическая энергия будет теряться.

Новая разработка Tesla сделает электромобили почти вечными

Почему невозможно создать вечный двигатель

В первую очередь, создание вечного двигателя невозможно из-за того, что он нарушает многие сформулированные и проверенные столетиями (и тысячелетиями) законы физики. Выработать в результате движения больше энергии, чем затрачено на приведение системы в движение, просто невозможно.

А что если так?

С другой стороны, многое раньше считалось невозможным. Вдруг человечество так до сих пор и не смогло найти фундаментальную ошибку ученых прошлого? Если вы хотели попробовать — попробуйте! Если не хотели заниматься этим, но у вас есть идея, которой вы готовы поделиться, то сделайте это в нашем Telegram-чате или в комментариях к статье.

Как работает вечный двигатель и возможно ли его создать? / Оффтопик / iXBT Live

Физики,
математики, инженеры и другие специалисты на протяжении уже не первого столетия
бьются в попытках изобретения системы, которая могла бы полностью перевернуть
понимание о создании и преобразовании энергии. Классифицируется это изобретение
как “вечный двигатель” и может быть представлен в самых различных формах, но
принцип его остается неизменным – бесконечная работа и выделение “чрезмерной”
энергии, которой бы хватало не только для поддержания работоспособности
изделия, но и других человеческих целей.

Содержание

• Попытки создания
• Почему у людей не
  получается создать вечный двигатель?
• Немного конспирологии
• Подведем итоги

Одним
из первых, кто не только в теории, но и на практике решился на создание первого
такого двигателя, предположительно стал индийский математик-естествовед
Бхаскара, именем которого впоследствии и было названо его изобретение. Вечный
двигатель представлял собой колесо с несколькими равными по объему изогнутыми
сосудами, наполненными ртутью. Предполагалось, что, вращаясь, ртуть будет
перемещаться от центра к оси и наоборот, создавая достаточное механическое
давление для дальнейшего вращения. Подобные прототипы также выполнялись и с
небольшими шариками вместо ртути, и с другими похожими элементами, но итог
всегда был один – вместе с перемещением массы смещался и центр тяжести,
уравнивая механическое воздействие с обеих сторон, поэтому колесо крутилось не
дольше обычного.

Еще
одна попытка пришлась на другого ученого, который решил несколько изменить свой
подход к созданию вечного двигателя. За основу был взят сосуд, напоминающий
лейку, конец который был направлен внутрь этого же сосуда. Как было известно,
принцип сообщающихся сосудов просто не дал бы подняться ей выше уровня воды в
основном резервуаре, однако ставка была сделана на крайне небольшой диаметр выходной
трубки. Предполагалось, что вода должна была подниматься за счет поверхностного
натяжения. Однако если бы натяжение и вправду было бы столь сильным, то вода
просто бы не выливалась вниз, а оставалась сверху. Поэтому это творение, как и
многие другие попытки изобретения замкнутой системы бесконечного
функционирования, было обречено.

Выше
были представлены самые простые схемы работы таких прототипов, чтобы было легче
уловить. На самом же деле на свет была выпущена и масса других более сложных
систем, на описание которых ушло бы слишком много времени. Здесь главное
понимать – любая концепция вечного двигателя изначально обречена на провал
из-за несоответствия первым двум законам термодинамики. Если говорить просто,
то первый из них гласит, что энергия не может возникать из ниоткуда и точно
также пропадать в никуда. Она лишь преобразовывается и в любом случае остается
в нашем мире. По этой причине двигатель просто не может выработать даже 101%
мощности, ибо этого 1 процента изначально не существовало (если мы говорим о
замкнутых системах).

Второй
же закон термодинамики говорит о том, что при любом движении энергия будет
“выходить” из системы, тратясь, к примеру, на трение и нагрев конструкции.
Самое приближенное к вечному двигателю, что сейчас может создать человечество,
является замкнутый или незамкнутый двигатель (если энергия будет
преобразовываться и выходить) с КПД (коэффициент полезного действия) в 99.999…%
– практически идеальный результат, однако этой микрочастицы и будет
недостаточно, чтобы двигатель мог называться вечным. По этой причине, увы,
разработка подобного приспособления сейчас невозможна даже в теории.

Наверняка
многие знают это величайшего сербско-американского изобретателя по имени Никола
Тесла, жившего в прошлом столетии. Он, являясь одних из наиболее светлых и
гениальных умов за всю человеческую историю, тоже пытался воплотить концепцию
вечного двигателя в жизнь. Как утверждают некоторые источники, концепция
удалась. По сей день есть очевидцы, которые воочию наблюдали за
функционированием изобретения Теслы (по крайней мере, они так говорят).
Творение было похоже на небольшую коробочку, которая, по утверждению самого
Николы, основывалась на поглощении эфира (не в химическом понятии, а в понятии
мировой энергетической среды, о которой и сейчас мало что известно, скорее
всего речь шла о какой-то квантовой структуре).

Эфир
этот в достаточном количестве находился во всем пространстве, поэтому его
эффективность с научной точки зрения была безгранична. Тесла интегрировал
данную коробочку в один из американских автомобилей, после чего начал свое
движение, а сам автомобиль (опять же, по мнению “очевидцев”) несколько недель
передвигался по городу без какой-либо подзарядки. Эта технология была настолько
невероятна и невообразима в то время, что ученые сочли все это за фокус и
отлично подготовленный трюк, что для Теслы, как для величайшего изобретателя,
было просто оскорбительно, из-за чего он решил уничтожить свою “эфирную
коробочку”.

Есть
и теория, что технология была уничтожена для “масс”, а фактически продолжила
свое существование. Во время промышленной революции она могла бы стать
технологической “панацеей”, разрушив сложившуюся систему. Это было бы невыгодно
процветающим тогда автоконцернам и другим крупнейшим фабрикам, поэтому было
принято решение уничтожить ее или хорошенько спрятать – но это, опять-таки,
ничем не подтвержденная теория, о которой нам остается лишь догадываться.

Несмотря
на многочисленные крахи и теоретические противоречия создания вечного
двигателя, люди по сей не оставляют надежд и изобретают все более изощренные,
эффективные и качественные концепты. Ученые и высокопрофильные специалисты
отлично понимают, что если бы человечество всегда работало от имеющихся данных
и не стремилось к бесконечности, то наша цивилизация попросту не сдвинулась бы
с места. Возможно решение подкинет космос или квантовый мир, и в один день этот
недостающий элемент будет найден.

Новости

Публикации

ПВХ-окна надежные и долговечные конструкции, но, к сожалению при их неправильной эксплуатации, они часто выходят из строя.  Обычно главным источником неполадок является оконная фурнитура. Она…

В это время года у большинства из нас есть елка — настоящая или искусственная — которая занимает видное место и привносит дух праздника в доме. Но задумывались ли вы когда-нибудь, откуда взялась…

Блок питания – это компонент компьютера,
отвечающий за питание всех остальных его элементов. Он не влияет на
производительность в играх, скорость работы программ, да и корректность…

Колонки Eltronic — российский
бренд. Разработка моделей происходит в нашей стране, а предприятие по сборке
находится в Китае. Схема не новая, так работают многие известные бренды. А вот
сама…

Современные филаментные лампы, по своему внешнему виду и свечению, наиболее близко имитируют работу обычных ламп накаливания. Только вместо вольфрамовой нити, источниками света в таких лампах…

Рабочий текстовый документ, таблица или
полнометражный фильм – для любого типа информации требуется запоминающее
устройство или накопитель. В большинстве случаев мы ограничиваемся модулями,…

Вечный двигатель | Определение и факты

вечный двигатель

Смотреть все медиа

Похожие темы:

преобразование энергии
водяная мельница замкнутого цикла
перебалансированное колесо

Просмотреть весь связанный контент →

вечное движение , действие устройства, которое, однажды приведенное в движение, будет продолжать двигаться вечно, без дополнительной энергии, необходимой для его поддержания. Такие устройства невозможны по основаниям, установленным первым и вторым законами термодинамики.

Вечный двигатель, хотя и невозможный для производства, на протяжении сотен лет очаровывал как изобретателей, так и широкую публику. Огромная привлекательность вечного двигателя заключается в обещании практически бесплатного и безграничного источника энергии. Тот факт, что вечные двигатели не могут работать, потому что они нарушают законы термодинамики, не останавливает изобретателей и торгашей от попыток нарушить, обойти или игнорировать эти законы.

По сути, существует три вида вечных двигателей. К первому типу относятся те устройства, которые предназначены для передачи большего количества энергии от падающего или поворачивающегося тела, чем требуется для восстановления этих устройств в исходное состояние. Наиболее распространенным из них и самым старым является перебалансированное колесо. В типичном варианте гибкие рычаги крепятся к внешнему ободу вертикально установленного колеса. Наклонный желоб предназначен для передачи массы качения со сложенных плеч с одной стороны колеса на полностью выдвинутые плечи с другой. Неявное допущение состоит в том, что грузы прикладывают больше силы вниз на концах вытянутых рук, чем требуется для подъема их с другой стороны, где они удерживаются ближе к оси вращения за счет складывания рук. Это предположение нарушает первый закон термодинамики, также называемый законом сохранения энергии, который гласит, что полная энергия системы всегда постоянна. Первое такое устройство было предложено Виларом де Оннекуром, французским архитектором 13-го века, а настоящие устройства были построены Эдвардом Сомерсетом, 2-м маркизом Вустера (1601–1667 гг. ), Иоганном Бесслером, известным как Орфирей (1680–1745 гг.). Обе машины продемонстрировали впечатляющие результаты благодаря своей способности работать в течение длительного периода времени, но они не могли работать бесконечно.

Еще одной неудачной попыткой создать вечный двигатель путем нарушения первого закона термодинамики была водяная мельница замкнутого цикла, такая как предложенная английским врачом Робертом Фладдом в 1618 году. Фладд ошибся, думая, что энергия, создаваемая водой, проходящей через мельничное колесо превысит энергию, необходимую для того, чтобы снова поднять воду с помощью винта Архимеда.

Вечные двигатели второго рода пытаются нарушить второй закон термодинамики, а именно, что некоторая энергия всегда теряется при преобразовании тепла в работу. Одним из наиболее заметных провалов в этой категории был заполненный аммиаком «зеромотор», разработанный в 1880-х годах Джоном Гэмджи в Вашингтоне, округ Колумбия.0003

Вечные двигатели третьего типа связаны с непрерывным движением, которое предположительно было бы возможно, если бы можно было устранить такие помехи, как механическое трение и электрическое сопротивление. На самом деле такие силы можно значительно уменьшить, но полностью устранить без затрат дополнительной энергии невозможно. Ярким примером являются сверхпроводящие металлы, электрическое сопротивление которых полностью исчезает при низкой температуре, обычно где-то около 20 К. К сожалению, энергия, необходимая для поддержания низкой температуры, превышает работу, совершаемую сверхпроводящим потоком.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Другие типы вечных двигателей были предложены на основе неправильного понимания природы определенных источников энергии. Примером могут служить часы с автоподзаводом, которые получают энергию от изменений температуры или давления атмосферы. Он зависит от энергии, доставляемой на Землю Солнцем, и поэтому не является вечным двигателем.

Научные и правительственные санкционирующие органы уже много лет косо смотрят на заявления о вечном двигателе. С 1775 года Французская академия наук отказывается вести переписку с кем-либо, кто утверждает, что изобрел вечный двигатель. Британские и американские патентные ведомства уже давно отказываются тратить время и силы на такие заявления.

Редакторы Британской энциклопедии
Эта статья была недавно пересмотрена и обновлена ​​Адамом Августином.

Почему невозможно построить вечный двигатель

Если бы вечный двигатель можно было построить, мировые энергетические проблемы были бы решены за одну ночь. Как следует из названия, вечный двигатель — это машина, которая постоянно движется. Это означает, что он никогда не останавливается. Никогда не. Несмотря на то, что многие ученые и изобретатели пытались создать вечный двигатель, теперь мы знаем, что построить его невозможно. Почему? Проще говоря, потому что это нарушило бы первый или второй закон термодинамики или оба закона.

В поисках вечного двигателя

Люди веками пытались создать вечный двигатель. Самые ранние упоминания о таких потенциальных машинах относятся к Средним векам. На протяжении веков такие люди, как индийский математик и астроном Бхаскара II, французский архитектор Виллар де Оннекур и даже единственный и неповторимый Леонардо да Винчи, придумывали описания и чертежи потенциальных вечных двигателей.

Пожалуй, самая известная попытка создания вечного двигателя датируется 18 веком во Франции. Блез Паскаль искал способ сделать машину, и, хотя ему это не удалось, в конце концов он изобрел раннюю форму колеса рулетки. Без Паскаля у нас, возможно, никогда не было бы огромного количества игр в рулетку, которые у нас есть сегодня, таких как американская рулетка, европейская рулетка и японская рулетка, которые доступны на таких онлайн-сайтах, как カスモボーナス (Casumo Bonus).

Почему невозможно построить вечный двигатель?

Поиски вечного двигателя продолжаются и по сей день, несмотря на научный факт, что из-за фундаментальной физики нашей вселенной построить настоящий вечный двигатель невозможно. Почему? Итак, первый закон термодинамики — это закон сохранения энергии, который гласит, что энергия всегда сохраняется. Это означает, что его нельзя создать или уничтожить. Вместо этого энергия переходит из одной формы в другую. Чтобы машина продолжала двигаться, прилагаемая энергия должна оставаться с машиной без каких-либо потерь. Следовательно, вечный двигатель невозможен.

Теоретически, чтобы построить машину, нужно много чего сделать. Например, в машине не должно быть трущихся частей из-за возникающего трения, в результате чего машина теряет свою энергию в виде тепла. Кроме того, машина должна работать в вакууме, потому что работа машины в любом другом месте будет означать потерю энергии из-за трения о воздух. Звук также является формой энергии, поэтому вечный двигатель вообще не должен издавать звука.

Несмотря на то, что приведенные выше факты должны ясно иллюстрировать, почему вечный двигатель невозможен, позвольте нам, ради аргумента, сказать, что мы в состоянии решить вышеупомянутые препятствия и действительно построить машину. Даже если бы мы могли, мы не смогли бы получить из него вечную энергию. Энергия будет только до той суммы, которая используется в качестве входных данных или для начала движения. В реальном мире эта гипотетическая машина была бы просто типом накопителя энергии. Помните, энергия всегда должна исходить из чего-то.