Вечный двигатель. Современные вечные двигатели


Вечный двигатель

Вечный двигатель

Европейские механики заразились идеей вечного двигателя от индусов. В XII веке индийский математик и астроном Бхаскара (Bhaskara) «придумал» первый известный истории вечный двигатель — колесо, по окружности которого под определенным углом крепились емкости, частично заполненные ртутью. По мере вращения колеса ртуть перетекала из одного конца емкости в другой, заставляя колесо совершить очередной оборот.

Очевидно, что Бхаскара позаимствовал дизайн своего вечного двигателя у знаменитого круга вечного возвращения и никогда не пытался построить описанное им устройство. Возможно, он даже не задумывался, насколько реальна его конструкция, — для Бхаскары это была всего лишь удобная математическая абстракция.

Однако европейские механики, ознакомившиеся с трудами Бхаскары через каких-то несколько десятилетий после первого издания, не были сильны в индийской философии и приняли удачный дизайн, как говорится, на ура.

Одним из них был Виллар де Оннекур (Villard de Honnecourt, XIII век). За свою жизнь он сделал много полезного, но в историю вошел как очередной изобретатель perpetuum mobile. Его конструкция практически полностью повторяла вариант Бхаскары, но наряду с использованием ртути Оннекур предлагал еще один способ. По его мнению, эффекта вечного движения можно было добиться, разместив по окружности колеса нечетное количество молоточков. При вращении колеса молоточки будут бить по нему, не давая остановиться, полагал Оннекур.

Мы не знаем, пробовал он построить свой двигатель или нет, но о «неудачливых конкурентах» изобретатель отзывался с презрением и был уверен, что его двигатель не только не остановится, но и сможет производить полезную работу: приводить в движение пилу или поднимать тяжести.

Проявил недюжинный интерес к этой проблеме и Леонардо да Винчи. Относился он к вечным двигателям весьма скептически, однако не пожалел времени как на обстоятельную критику вариаций на тему колеса Бхаскары, так и на подробный разбор ошибок своего соотечественника Франческо ди Джорджио (Francisco di Georgio). Сложные системы из помп и мельничных колес на бумаге выглядели очень правдоподобно и даже работали, но, увы, не являлись вечными двигателями. Принципиальная невозможность построения такой системы стала общим местом лет через двести после Леонардо, однако в 1950-х гг. идея использовать в качестве источника вечной энергии воду получила второе рождение в работах Виктора Шаубергера (Viktor Schauberger). Впрочем, ребеночек снова оказался мертворожденным.

Не все, однако, слепо верили в эту идею. Так, Роберт Фладд (Robert Fludd, 1574–1637) — известный философ, мистик и, возможно, член полумифического братства розенкрейцеров — в трактате «De Simila Naturae», сославшись на безымянного итальянского изобретателя, приводит эскиз водяного двигателя, но сомневается, что этот двигатель будет работать. По иронии судьбы Фладда обычно считают сторонником идеи вечного движения, иногда приписывая ему авторство чертежей, которые он помещал в своих книгах.

Тайна Бесслера

Интерес европейской науки к магнитам не мог не отразиться и на конструкции вечных двигателей. Известный ученый, первый секретарь Британского Королевского общества епископ Джон Уилкинс (Bishop John Wilkins of Chester, 1614–72) долгие годы отстаивал возможность постройки вечного двигателя на базе магнитов. В качестве доказательства верности своих представлений Уилкинс использовал эскиз двигателя, состоящего из магнита, железного шарика и специальных дорожек, по которым шарик сначала падал вниз под действием гравитации, а потом подтягивался к магниту. И хотя успешный опытный образец построить так и не удалось, Уилкинс до самой смерти полагал, что на основе его любимой конструкции все-таки можно построить вечный двигатель. Нужно только еще немного поработать над этим.

Высшей точки развития механические вечные двигатели достигли благодаря Иоганну Эрнсту Элиасу Бесслеру (Johann Bessler, 1680–1745), известному также как Orffyreus (латинизированная криптограмма Bessler). 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 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 м 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.

Но ни многочисленные сертификаты, выданные независимыми комиссиями, ни публичные демонстрации не принесли Бесслеру денег, на которые он собирался построить школу для инженеров. Максимум, что он смог получить от власть имущих, — четыре тысячи талеров единовременно и дом в подарок от ландграфа Карла, хозяина замка Вайсенштайн (Weissenstein).

Бхаскара, он же Бхаскара Ачарья (Bhaskaracharya), он же Бхаскара II — индийский математик (1114–85).

Трактат «Siddhanta Siromani» опубликован примерно в 1150 году.

Сперва идею вечного двигателя подхватили арабские ученые, а в Европу выдумка Бхаскары пришла уже через них.

Вообще говоря, Оннекур — темная лошадка. О нем самом достоверно известно лишь то, что он жил в XIII веке и оставил после себя тетрадь, в которой более 250 чертежей и рисунков различных зданий и механизмов. Долгие годы Оннекура считали талантливым архитектором и механиком, Проспер Мериме даже сравнивал его с Леонардо да Винчи, однако последние изыскания позволяют в этом усомниться. Подробнее о загадке Виллара де Оннекура можно прочитать на сайте http://www.villardman.net/.

В августе 1721 года Бесслер покидает замок, что в Гессе-Касселе, Германия (Hesse-Kassel), и переезжает в Карлсхафен (Karlshafen), а перед отъездом, как всегда, уничтожает построенные прототипы.

Возможно, судьба Бесслера сложилась бы счастливее, если б в 1727 году его служанка не заявила, что все механизмы Бесслера приводились в движение вручную. Позднее показания служанки были признаны недостоверными, но репутация изобретателя была безвозвратно загублена (как и научная репутация ученых, которые ему поверили). Испугавшись возможного ареста, Бесслер в очередной раз уничтожает все чертежи, схемы и небольшие прототипы, которые он продолжал строить на собственные средства. На этом история изобретателя вечного двигателя почти заканчивается.

В последующие годы он несколько раз пытался продать свое творение, замаскировав его под более привычные для обывателя устройства (самоиграющий орган, неиссякающий фонтан и т. д.), но эта хитрость успеха не имела.

Принципы действия двигателей Бесслера точно не известны. Сегодня мы знаем лишь, что он не использовал напрямую идеи Бхаскары, а также «водяной принцип». Бесслер был опытным часовщиком, и по количеству деталей его двигатели вполне могли сравниться с механическими часами. Возможно, он придумал сложную систему противовесов для сохранения нестабильности системы вкупе с пружинными механизмами, время от времени катализирующими вращение колеса.

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 восемнадцатого 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.

Несколько лет назад в «МК», «Российской газете» и некоторых региональных изданиях были опубликованы статьи, посвященные кавитационному (вихревому) теплогенератору «ЮСМАР».

Пара оброненных в разговоре с журналистом фраз, и вот уже в популярной прессе муссируются слухи об уникальном теплогенераторе Потапова с КПД больше единицы. При этом сами авторы изобретения в одной и той же главе своей книги (http://www.transgasindustry.com/ /books/Potapov/15.html), посвященной вихревым теплогенераторам, от невероятного КПД сначала открещиваются:

Технически грамотный человек, прочтя предыдущий абзац, возмутится тем, что мы ведем речь о КПД, большем единицы. Действительно, выражение «КПД» тут, конечно же, неприемлемо. Оно только запутывает и раздражает тех читателей, которые знают, что КПД не может быть больше единицы. Иначе это противоречило бы закону сохранения энергии. Правильнее говорить об эффективности теплогенератора — отношении величины вырабатываемой им тепловой энергии к величине потребленной им для этого извне электрической или механической энергии. Но поначалу исследователи не могли понять, откуда и как в этих устройствах появляется избыточное тепло. Предполагали даже, что тут нарушается закон сохранения энергии. Вот и говорили о КПД, большем единицы. Мы же здесь перешли на их терминологию только затем, чтобы показать недопустимость такой терминологии. И советуем всем, кто в своих исследованиях выявит КПД более единицы, внимательнее поискать неучтенные источники энергии.

И ниже обвиняют независимых экспертов в косности:

Правда, в выданном Протоколе испытаний и Заключении от 01.12.94, подписанном заместителем Генерального конструктора профессором В. П. Никитским (см. Приложение), они постеснялись прямо написать, что КПД тут больше единицы.

«Стеснительный» профессор В. П. Никитский не зря оказался заместителем Генерального конструктора. Независимые измерения (www.earthtech.org/experiments/index.html) показали, что КПД «ЮСМАР» не превышает 0,8. Нужно только грамотно проводить измерения.

При этом «ЮСМАР» — реально существующее и работающее устройство. Но к вечным двигателям любого рода не имеет ни малейшего отношения.

Наследники Бесслера

За последние двести пятьдесят лет принципиальных изменений в конструкции вечных двигателей не произошло. Наука помаленьку научилась доказывать невозможность самых абсурдных конструкций даже не глядя на них. Парижская Академия наук отказалась от рассмотрения проектов вечного двигателя еще в 1775 году, задолго до открытия первого закона термодинамики. Более ста лет назад американское патентное ведомство перестало выдавать патенты на perpetuum mobile. Но вечных двигателей не становится меньше.

Напомню, что все вечные двигатели можно грубо разделить на две категории:

— вечные двигатели первого рода (конструкции, способные работать бесконечно долго без подвода энергии от внешнего источника), чье существование противоречит первому закону термодинамики. К вечным двигателям первого рода можно, пожалуй, отнести все конструкции Бесслера и вообще все работы, основанные на концепции Бхаскары;

— вечные двигатели второго рода. Эти машины примечательны тем, что способны полностью переводить тепло от нагревателя в работу. Вечные двигатели второго рода противоречат второму закону термодинамики. К ним — за редким исключением — можно отнести также двигатели, эксплуатирующие пока неизвестные нам виды энергии с эффективностью более 100 процентов.

Разумеется, успешных вечных двигателей за истекший период построено не было, хотя изобретатели очень старались. Зато была отточена маркетинговая политика. Сегодняшний изобретатель perpetuum mobile учел опыт своих предшественников, и запущенная, но искренняя паранойя Иоганна Бесслера ныне заменяется конспирологическими теориями, которые объясняют, почему изобретатель не вдается в подробности и почему ему никак не удается построить и внедрить свой двигатель. Как правило, изобретателя гнетут неопределенные, но очень злобные силы.

Внешне вечные двигатели несколько изменились. Во-первых, теперь они не называются вечными — это не способствует продажам. Во-вторых, главной аудиторией современных Бесслеров является не научное сообщество, у которого на perpetuum mobile объяснимая аллергия, а обыватели. Поэтому большая часть вечных двигателей преподносится в контексте устройств, способных принести очевидную и ощутимую пользу. В-третьих, из лексикона современных «перпетуум-мобилистов» практически исчезли такие термины, как «эфир», «энергия вакуума», «свободное движение воды». Вместо них говорят о «свободной энергии», «вортексных турбинах», гравитации и антигравитации.

Иногда возникают парадоксальные ситуации — под вечные двигатели маскируются вполне работающие устройства, создатели которых ищут недорогой способ привлечь внимание к собственным разработкам.

К сожалению, наиболее типичными изобретателями вечного двигателя XX века можно признать Джо Ньюмана (www.josephnewman.com) и Денниса Ли (http://www.freelectricity.com/ ). Оба пошли по пути Бесслера и активно ищут инвесторов. Правда, в отличие от Остапа Бендера, эти свой миллион готовы взять и частями.

Патентные ведомства официально не выдают патенты на вечные двигатели, однако благодаря смене терминологии патенты на устройства, нарушающие первый или второй закон термодинамики, выдаются и сегодня. Особой популярностью пользуются «магнитные конструкции, эксплуатирующие гравитационные волны с эффективностью больше ста процентов». Иногда изобретатели вечных двигателей потрясают толстой пачкой патентов, но патент сам по себе не является доказательством того, что технология работает. Впрочем, чаще всего никаких патентов у конструкторов нет, а детали их разработок хранятся в строжайшем секрете.

Деннис Ли успешно продает автономный электрогенератор уже шестнадцать лет! Мощность генератора — 30 кВт/ч. Причем никаких расходов он не требует, поскольку источником энергии для него служит гравитационное поле Земли. Более того, генератор будет поставлен зарегистрированным клиентам абсолютно бесплатно, но сама регистрация стоит 8 долларов. А если доплатить еще 10 долларов, вам пришлют видеоролик чудо-машины.

Время от времени Ли меняет тактику. До прямого обращения к потребителям он активно сотрудничал с торговцами, продавая им дилерские сертификаты по сто тысяч долларов. Видимо, новая бизнес-схема показалась ему менее опасной — маловероятно, что кто-то будет судиться из-за 10–20 долларов (тем более что формально никакого мошенничества здесь нет — регистрация подтверждена, а видео выслано). Тем не менее Деннису уже запретили «показывать» или «продавать» электрогенератор в двух американских штатах.

Джозеф Ньюман так и не запустил за два десятилетия свой чудесный «электромагнитный мотор» с КПД более восьми, но успешно торгует книжкой, посвященной этому мотору. И хотя книжка недешева (150 долларов), недавно вышло восьмое издание.

И Ли, и Ньюман игнорировали предложенные им крупные суммы за возможность убедиться в существовании изобретений. Демонстрации всегда проходили при большом скоплении потенциальных потребителей — причем каждый раз в последний момент происходила незначительная, но фатальная поломка, из-за которой устройство или невозможно было запустить, или оно работало, но никаких чудесных свойств не проявляло.

Примеры можно множить и множить. Ежегодно появляются десятки изобретателей, которым удалось создать вечный двигатель второго рода или обнаружить неведомые доселе источники даровой энергии. В свободное от конструирования вечных двигателей время изобретатели дописывают за Эйнштейна единую теорию поля или расставляют точки над i в теории гравитации. Многие ищут инвесторов. Никто полученных денег в случае неудачи не возвращает. Удач пока еще не было.

Означает ли это, что время благородных сумасшедших прошло? Вероятно, да. Невозможность создания двигателя с КПД больше единицы слишком очевидна для тех, кто хоть немного разбирается в физике. Те же, кто в этом не уверен и ставит под сомнение законы термодинамики, разбираются, скорее, не в физике, а в рекламе и искусстве облапошивания лоха.

Однако за последнее тысячелетие вечный двигатель принес не меньше пользы, чем если бы он действительно существовал.

Вот замечательный пример конспирологической версии:

Прошло уже больше 15 лет с тех пор, как группой Чернышева был создан моноэнерготемпературный двигатель, работающий на перепаде атмосферных и водных температур с КПД в 100 процентов. Он в четыре раза меньше обычных бензиновых двигателей, предельно дешев и прост в изготовлении. Внедрение в производство этого чуда открывало перед человечеством новую эру. Мир навсегда бы забыл, что такое энергетический голод, избавился от вредоносных АЭС, ГЭС и ТЭС. Подлинная революция произошла бы в ракетостроении, авиации, в наземном и водном транспорте.

Небольшая монотемпературная батарея на крыше каждого дома решила бы все наши проблемы с энергией. Отпала бы необходимость тянуть тысячекилометровые нефте-, газо- и электропровода, платить за газ, запасаться углем, готовить дрова на зиму. Лес — для бумаги и мебели! Уголь — для приборостроения! Нефть — для синтетики и драгоценных лекарств. Сжигать эти невосполнимые сокровища планеты — великое варварство! Но решение человечеством энергетической проблемы повлекло бы за собой резкое ослабление власти мирового оккультно-олигархического правительства, которое держится на монополии углеводородных энергоносителей. Но, увы, незадолго до регистрации своего гениального изобретения Чернышов вышел покурить и пропал без вести.

Демон Максвелла

Даже при том, что изобретатели вечного двигателя редко интересовались работами предшественников и раз за разом наступали на одни и те же грабли, их усилия очень помогли развитию механики и термодинамики. Другими словами, КПД у поисков вечного двигателя был невысоким, но общая мощность такова, что не заметить результатов невозможно. Если бы химеры вечного двигателя не существовало, ее бы следовало придумать.

Есть и более поздние примеры того, как, казалось бы, безнадежные и с практической точки зрения бесполезные исследования в области создания perpetuum mobile оказали положительное влияние на науку.

Взять хотя бы демона Максвелла.

Представим себе огромный резервуар, заполненный атомами, которые движутся с разной скоростью. Гипотетическое существо (демон) или устройство поставило перегородку в середине резервуара и время от времени приоткрывает шторку, пропуская из одной половины в другую быстрые атомы и задерживая медленные. В конце концов, в одной половине резервуара соберутся быстрые атомы, в другой — медленные, и замкнутая система упорядочится сама по себе.

На самом деле, этого, конечно, не произойдет. Даже будь демон Максвелла реален, размеры его таковы, что он сам окажется подвержен ударам атомов, и система вернется в стандартный режим роста энтропии.

Базируясь на идеях Максвелла, Ричард Фейнман придумал свой гипотетический вечный двигатель, состоящий из оси, пропеллера и зубчатого колесика с собачкой, помещенных в водную среду. Атомы, ударяясь о лопасти пропеллера, заставляли вращаться колесико — причем оно могло вращаться только в одном направлении; движению в противоположном направлении мешала собачка, попадающая между зубцами.

Фейнман сам указал на несостоятельность своей конструкции (причина, кстати, почти та же, что и у демона Максвелла), но его шуточный вечный двигатель подтолкнул ученых к созданию молекулярных моторов, которые не нарушают никаких физических законов.

Думается, Бхаскара был бы очень удивлен, узнав, сколь многим мы обязаны рисунку из его трактата.

Можно только поразиться доверчивости партнеров Ли и Ньюмана, но мировой рекорд в одурачивании инвесторов по праву принадлежит Джону Кили (John Worrell Keely, 1837–98), который 26 лет торговал несуществующим вечным двигателем. Успешную карьеру бизнесмена оборвала смерть. И только посмертный анализ созданных им конструкций позволил однозначно утверждать, что Кили был мошенником. Тем не менее и сегодня есть люди, которые полагают, что компания Keely Motor Company создала настоящий вечный двигатель.

———————————————————————————

1 Бхаскара, он же Бхаскара Ачарья (Bhaskaracharya), он же Бхаскара II — индийский математик (1114–85).

2 Трактат «Siddhanta Siromani» опубликован примерно в 1150 году.

3 Сперва идею вечного двигателя подхватили арабские ученые, а в Европу выдумка Бхаскары пришла уже через них.

4 Вообще говоря, Оннекур — темная лошадка. О нем самом достоверно известно лишь то, что он жил в XIII веке и оставил после себя тетрадь, в которой более 250 чертежей и рисунков различных зданий и механизмов. Долгие годы Оннекура считали талантливым архитектором и механиком, Проспер Мериме даже сравнивал его с Леонардо да Винчи, однако последние изыскания позволяют в этом усомниться. Подробнее о загадке Виллара де Оннекура можно прочитать на сайте www.villardman.net.

Другие статьи:

nlo-mir.ru

Вечный двигатель - это... Что такое Вечный двигатель?

Мнимый вечный двигатель с перекатывающимися шарами. Фото 1915 года

Ве́чный дви́гатель (лат. Perpetuum Mobile) — воображаемое устройство, позволяющее получать полезную работу бо́льшую, чем количество сообщённой ему энергии.

Современная классификация вечных двигателей

  • Вечный двигатель первого рода — устройство, способное бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Согласно закону сохранения энергии, все попытки создать такой двигатель обречены на провал. Невозможность осуществления вечного двигателя первого рода постулируется в термодинамике как первое начало термодинамики.
  • Вечный двигатель второго рода — машина, которая, будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Невозможность осуществления вечного двигателя второго рода постулируется в термодинамике в качестве одной из эквивалентных формулировок второго начала термодинамики.

И первое, и второе начала термодинамики были введены как постулаты после многократного экспериментального подтверждения невозможности создания вечных двигателей. Из этих начал выросли многие физические теории, проверенные множеством экспериментов и наблюдений, и у учёных не остаётся никаких сомнений в том, что данные постулаты верны, и создание вечного двигателя невозможно.

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

Постулат Клаузиуса — самопроизвольный переход теплоты от более холодных тел к более горячим невозможен.

История

Индийский или арабский вечный двигатель с небольшими косо закреплёнными сосудами, частично наполненными ртутью

Попытки исследования места, времени и причины возникновения идеи вечного двигателя — задача весьма сложная. Не менее затруднительно назвать и первого автора подобного замысла. К самым ранним сведениям о Perpetuum mobile относится, по-видимому, упоминание, которое мы находим у индийского поэта, математика и астронома Бхаскары, а также отдельные заметки в арабских рукописях XVI в., хранящихся в Лейдене, Готе и Оксфорде[1]. В настоящее время прародиной первых вечных двигателей по праву считается Индия. Так, Бхаскара в своём стихотворении, датируемом примерно 1150 г., описывает некое колесо с прикреплёнными наискось по ободу длинными, узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Принцип действия этого первого механического перпетуум мобиле был основан на различии моментов сил тяжести, создаваемых жидкостью, перемещавшейся в сосудах, помещённых на окружности колеса. Бхаскара обосновывает вращение колеса весьма просто: «Наполненное таким образом жидкостью колесо, будучи насажено на ось, лежащую на двух неподвижных опорах, непрерывно вращается само по себе». Первые проекты вечного двигателя в Европе относятся к эпохе развития механики, приблизительно к XIII веку. К XVI—XVII векам идея вечного двигателя получила особенно широкое распространение. В это время быстро росло количество проектов вечных двигателей, подаваемых на рассмотрение в патентные ведомства европейских стран. Среди рисунков Леонардо Да Винчи была найдена гравюра с чертежом вечного двигателя.

Неудачные конструкции вечных двигателей из истории

Рис. 1. Одна из древнейших конструкций вечного двигателя

На рис. 1 показана одна из древнейших конструкций вечного двигателя. Она представляет зубчатое колесо, в углублениях которого прикреплены откидывающиеся на шарнирах грузы. Геометрия зубьев такова, что грузы в левой части колеса всегда оказываются ближе к оси, чем в правой. По замыслу автора, это, в согласии с законом рычага, должно было бы приводить колесо в постоянное вращение. При вращении грузы откидывались бы справа и сохраняли движущее усилие.

Однако, если такое колесо изготовить, оно останется неподвижным. Причина этого факта заключается в том, что хотя справа грузы имеют более длинный рычаг, слева их больше по количеству. В результате моменты сил справа и слева оказываются равны.

Рис. 2. Конструкция вечного двигателя, основанного на законе Архимеда

На рис. 2 показано устройство ещё одного двигателя. Автор решил использовать для выработки энергии закон Архимеда. Закон состоит в том, что тела, плотность которых меньше плотности воды, стремятся всплыть на поверхность. Поэтому автор расположил на цепи полые баки и правую половину поместил под воду. Он полагал, что вода будет их выталкивать на поверхность, а цепь с колёсами, таким образом, бесконечно вращаться.

Здесь не учтено следующее: выталкивающая сила — это разница между давлениями воды, действующими на нижнюю и верхнюю части погруженного в воду предмета. В конструкции, приведённой на рисунке, эта разница будет стремиться вытолкнуть те баки, которые находятся под водой в правой части рисунка. Но на самый нижний бак, который затыкает собой отверстие, будет действовать лишь сила давления на его правую поверхность. И она будет уравновешивать или превосходить силу, действующую на остальные баки.

Патенты и авторские свидетельства на вечный двигатель

В 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать заявки на патентование вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания. Патентное ведомство США не выдаёт патенты на perpetuum mobile уже более ста лет[2]. Тем не менее, в Международной патентной классификации сохраняются разделы для гидродинамических (раздел F03B 17/00) и электродинамических (раздел H02K 53/00) вечных двигателей, поскольку патентные ведомства многих стран рассматривают заявки на изобретения лишь с точки зрения их новизны, а не физической осуществимости.[источник не указан 418 дней]

Известные «изобретатели» вечных двигателей

Проект вечного двигателя Орфиреуса

Литература

  • Вознесенский Н. Н. О машинах вечного движения. М., 1926.
  • Ихак-Рубинер Ф. Вечный двигатель. М., 1922.
  • Кирпичёв В. Л. Беседы по механике. М.: ГИТЛ, 1951.
  • Мах Э. Принцип сохранения работы: История и корень его. СПб., 1909.
  • Михал С. Вечный двигатель вчера и сегодня / Пер. с чеш. И. Е. Зино; Предисл. А. Т. Григорьяна.. — М.: Мир, 1984. — 256 с. — (В мире науки и техники). — 100 000 экз.
  • Орд-Хьюм А. Вечное движение. История одной навязчивой идеи. М.: Знание, 1980.
  • Перельман Я. И. Занимательная физика. Кн. 1 и 2. М.: Наука, 1979.
  • Петрунин Ю. Почему идея вечного двигателя не существовала в античности? // Петрунин Ю. Ю. Призрак Царьграда: неразрешимые задачи в русской и европейской культуре. — М.: КДУ, 2006, с. 75-82

Примечания

  1. ↑ ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Наиболее ранние сведения о вечных двигателях
  2. ↑ «Вечный двигатель» PrimeInfo

См. также

Литература

Ссылки

dik.academic.ru

Самые известные “вечные двигатели” в истории

Самые известные “вечные двигатели” в истории

12 ноября 1717 года Иоганн Бесслер-Орфиреус продемонстрировал изобретённый им «вечный двигатель». К этой дате мы собрали воедино истории самых известных устройств, работающих без поступления энергии извне.

«Вечный двигатель» Бесслера-Орфиреус  

01_Koleso_Besslera.jpg

Немецкий алхимик, врач, механик и легендарный мошенник-авантюрист Иоганн Эрнст Элиас Бесслер-Орфиреус 12 ноября 1717 года в присутствии известных физиков продемонстрировал работу изобретённого им «вечного двигателя».

Бесслер-Орфиреус запустил своё «изобретение». После запуска машины её заперли, а проверив через две недели, убедились, что колесо двигателя вращается с прежней скоростью. Через два месяца проверку повторили. Колесо по-прежнему вращалось, а скорость его не снизилась ни на оборот. Когда об этом узнала широкая общественность, слава Орфиреуса прогремела по всей Европе. Но секрет своего устройства он тщательно скрывал. Свой «вечный двигатель» изобретатель хотел продать за 100 тысяч талеров (около двух с половиной миллионов долларов по современному курсу) и никому не соглашался раскрыть секрет «изобретения» до продажи. При малейшем подозрении, при малейшем намёке на то, что секрет хотят похитить, Иоганн Бесслер уничтожал чертежи и прототипы и переезжал в другой город.

Из-за его нежелания раскрыть тайну устройства начали появляться слухи о том, что «самодвижущееся колесо» приводится в движение людьми. Эти слухи были подкреплены служанкой Бесслера, рассказавшей после ссоры с учёным, что так называемый «вечный двигатель» приводился в движение ею самой и братом Бесслера, дергавшими за шнурок через специальную передачу в соседней комнате. В итоге Бесслер собственноручно разрушил своё устройство, тайна которого так и канула в Лету вместе со своим создателем. После смерти Бесслера официальная наука признала, что вечные двигатели невозможно создать в рамках механики Ньютона.   

«Вечный двигатель» в европейском исполнении  

02_Euro.jpg

Европейские механики заразились идеей вечного двигателя от индусов. В XII веке индийский математик и астроном Бхаскара «придумал» первый известный истории вечный двигатель — колесо, по окружности которого под определённым углом крепились ёмкости, частично заполненные ртутью. По мере вращения колеса ртуть перетекала из одного конца ёмкости в другой, заставляя колесо совершить очередной оборот. Очевидно, что Бхаскара позаимствовал дизайн своего вечного двигателя у знаменитого круга вечного возвращения и никогда не пытался построить описанное им устройство. Возможно, он даже не задумывался, насколько реальна его конструкция, — для Бхаскары это была всего лишь удобная математическая абстракция.   

Perpetuum mobile Виллара де Оннекура  

03_Onnekura1.jpg

Однако европейские механики, ознакомившиеся с трудами Бхаскары, приняли удачный дизайн. Одним из них был Виллар де Оннекур. За свою жизнь он сделал много полезного, но в историю вошёл как очередной изобретатель perpetuum mobile. Его конструкция практически полностью повторяла вариант Бхаскары, но наряду с использованием ртути Оннекур предлагал ещё один способ. По его мнению, эффекта вечного движения можно было добиться, разместив по окружности колеса нечётное количество молоточков. При вращении колеса молоточки будут бить по нему, не давая остановиться, полагал Оннекур.   

Вечность Леонардо   

04_Da_Vinci.jpg

Проявил недюжинный интерес к этой проблеме и Леонардо да Винчи. Относился он к вечным двигателям весьма скептически, однако не пожалел времени как на обстоятельную критику вариаций на тему колеса Бхаскары, так и на подробный разбор ошибок своего соотечественника Франческо ди Джорджио. Сложные системы из помп и мельничных колёс на бумаге выглядели очень правдоподобно и даже работали, но, увы, не являлись вечными двигателями — главный вывод великого да Винчи.   

Водяной механизм Фладда  

05_Vodnik_Fladda.jpg

Роберт Фладд — известный философ, мистик и, возможно, член полумифического братства розенкрейцеров — в трактате «De Simila Naturae», сославшись на безымянного итальянского изобретателя, приводит эскиз водяного двигателя, но сомневается, что этот двигатель будет работать. По иронии судьбы, Фладда обычно считают сторонником идеи вечного движения, иногда приписывая ему авторство чертежей, которые он помещал в своих книгах.

Другие статьи:

nlo-mir.ru

Вечный двигатель — Википедия

Мнимый вечный двигатель с перекатывающимися шарами. Фото 1915 года У этого термина существуют и другие значения, см. Perpetuum Mobile.

Ве́чный дви́гатель (лат. Perpetuum Mobile) — воображаемое неограниченно долго действующее устройство, позволяющее получать большее количество полезной работы, чем количество сообщённой ему извне энергии (вечный двигатель первого рода) или позволяющее получать тепло от одного резервуара и полностью превращать его в работу (вечный двигатель второго рода)[1][2].

Современная классификация вечных двигателей

  • Вечный двигатель первого рода — неограниченно долго действующее устройство, способное бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Согласно закону сохранения энергии, все попытки создать такой двигатель обречены на провал. Невозможность осуществления вечного двигателя первого рода постулируется в термодинамике как первое начало термодинамики.
  • Вечный двигатель второго рода — неограниченно долго действующая машина, которая, будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Невозможность осуществления вечного двигателя второго рода постулируется в термодинамике в качестве одной из эквивалентных формулировок второго начала термодинамики.

И первое, и второе начала термодинамики были введены как постулаты после многократного экспериментального подтверждения невозможности создания вечных двигателей. Из этих начал выросли многие физические теории, проверенные множеством экспериментов и наблюдений, и у учёных не остаётся никаких сомнений в том, что данные постулаты верны, и создание вечного двигателя невозможно. В частности, второе начало термодинамики может быть сформулировано как один из следующих (эквивалентных) постулатов:

  1. Постулат Кельвина — невозможно создать периодически действующую машину, совершающую механическую работу только за счёт охлаждения теплового резервуара.
  2. Постулат Клаузиуса — самопроизвольный переход теплоты от более холодных тел к более горячим невозможен.

Демон Максвелла и броуновский храповик, если бы такие устройства были осуществимы, позволили бы реализовать вечный двигатель второго рода. Однако доказано, что работа таких систем как замкнутых (без обмена энергией с внешней средой) невозможна.

Видео по теме

История

Индийский или арабский вечный двигатель с небольшими косо закреплёнными сосудами, частично наполненными ртутью

Попытки исследования места, времени и причины возникновения идеи вечного двигателя — задача весьма сложная. Не менее затруднительно назвать и первого автора подобного замысла. К самым ранним сведениям о Perpetuum mobile относится, по-видимому, упоминание, которое мы находим у индийского поэта, математика и астронома Бхаскары, а также отдельные заметки в арабских рукописях XVI в., хранящихся в Лейдене, Готе и Оксфорде[3]. В настоящее время прародиной первых вечных двигателей по праву считается Индия. Так, Бхаскара в своём стихотворении, датируемом примерно 1150 г., описывает некое колесо с прикреплёнными наискось по ободу длинными, узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Принцип действия этого первого механического перпетуум мобиле был основан на различии моментов сил тяжести, создаваемых жидкостью, перемещавшейся в сосудах, помещённых на окружности колеса. Бхаскара обосновывает вращение колеса весьма просто: «Наполненное таким образом жидкостью колесо, будучи насажено на ось, лежащую на двух неподвижных опорах, непрерывно вращается само по себе». Первые проекты вечного двигателя в Европе относятся к эпохе развития механики, приблизительно к XIII веку. К XVI—XVII векам идея вечного двигателя получила особенно широкое распространение. В это время быстро росло количество проектов вечных двигателей, подаваемых на рассмотрение в патентные ведомства европейских стран. Среди рисунков Леонардо Да Винчи была найдена гравюра с чертежом вечного двигателя.

Неудачные конструкции вечных двигателей из истории

Рис. 1. Одна из древнейших конструкций вечного двигателя

На рис. 1 показана одна из древнейших конструкций вечного двигателя. Она представляет зубчатое колесо, в углублениях которого прикреплены откидывающиеся на шарнирах грузы. Геометрия зубьев такова, что грузы в левой части колеса всегда оказываются ближе к оси, чем в правой. По замыслу автора, это, в согласии с законом рычага, должно было бы приводить колесо в постоянное вращение. При вращении грузы откидывались бы справа и сохраняли движущее усилие.

Однако, если такое колесо изготовить, оно останется неподвижным. Причина этого факта заключается в том, что хотя справа грузы имеют более длинный рычаг, слева их больше по количеству. В результате моменты сил справа и слева оказываются равны.

Рис. 2. Конструкция вечного двигателя, основанного на законе Архимеда

На рис. 2 показано устройство ещё одного двигателя. Автор решил использовать для выработки энергии закон Архимеда. Закон состоит в том, что тела, плотность которых меньше плотности воды, стремятся всплыть на поверхность. Поэтому автор расположил на цепи полые баки и правую половину поместил под воду. Он полагал, что вода будет их выталкивать на поверхность, а цепь с колёсами, таким образом, бесконечно вращаться.

Здесь не учтено следующее: выталкивающая сила — это разница между давлениями воды, действующими на нижнюю и верхнюю части погруженного в воду предмета. В конструкции, приведённой на рисунке, эта разница будет стремиться вытолкнуть те баки, которые находятся под водой в правой части рисунка. Но на самый нижний бак, который затыкает собой отверстие, будет действовать лишь сила давления на его правую поверхность. И она будет уравновешивать или превосходить силу, действующую на остальные баки.

Пример псевдовечного двигателя 2-го рода

Анализ конкретной конструкции вечного двигателя 2-го рода может представлять собой нетривиальную задачу, особенно если речь идёт о конструкции сложной или такой, принцип действия которой на первый взгляд вообще непонятен, либо потоки энергии и их источник неочевидны. Зафиксируем, например, один конец работающей на изгиб биметаллической пластины, а ко второму концу подвесим груз и поместим получившуюся конструкцию на открытый воздух. За счёт колебаний температуры пластина будет изгибаться/распрямляться, а груз подниматься и опускаться, то есть устройство будет совершать работу. Заменив груз на храповой механизм, мы получим механический привод, способный выполнять полезную работу за счёт извлечения энергии из единственного теплового резервуара — окружающей среды. Но поскольку окружающая среда попеременно выступает в качестве то нагревателя, то охладителя, противоречие со вторым законом термодинамики отсутствует. Таким образом, рассмотренная конструкция представляет собой не вечный, а псевдовечный двигатель 2-го рода[4].

Патенты и авторские свидетельства на вечный двигатель

В 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать проекты вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания[5]. Патентное ведомство США не выдаёт патенты на perpetuum mobile уже более ста лет[6]. Тем не менее, в Международной патентной классификации сохраняются разделы для гидродинамических (раздел F03B 17/00) и электродинамических (раздел H02K 53/00) вечных двигателей.

Известные «изобретатели» вечных двигателей

Проект вечного двигателя Орфиреуса

Вечный двигатель в произведениях искусства

  • На картине «Водопад» М. Эшера изображён вечный двигатель в виде водяной мельницы с замкнутым оборотом воды.

См. также

Примечания

Литература

  • Александров Н. Е., Богданов А. И., Костин К. И. и др. Основы теории тепловых процессов и машин. Часть II / Под ред. Н. И. Прокопенко. — 4-е изд. (электронное). — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012. — 572 с. — ISBN 978-5-9963-0834-7.
  • Бродянский В. М. Вечный двигатель — прежде и теперь. От утопии — к науке, от науки — к утопии. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 256 с. — (Научно-популярная библиотека школьника). — ISBN 5-283-00058-3.
  • Вознесенский Н. Н. О машинах вечного движения. М., 1926.
  • Ихак-Рубинер Ф. Вечный двигатель. М., 1922.
  • Кирпичёв В. Л. Беседы по механике. М.: ГИТЛ, 1951.
  • Лермантов В. В. Вечное движение // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Мах Э. Принцип сохранения работы: История и корень его. СПб., 1909.
  • Михал С. Вечный двигатель вчера и сегодня / Пер. с чеш. И. Е. Зино; Предисл. А. Т. Григорьяна. — М.: Мир, 1984. — 256 с. — (В мире науки и техники). — 100 000 экз.
  • Орд-Хьюм А. Вечное движение. История одной навязчивой идеи. М.: Знание, 1980.
  • Перельман Я. И. Занимательная физика. Кн. 1 и 2. М.: Наука, 1979.
  • Петрунин Ю. Ю. Почему идея вечного двигателя не существовала в античности?  (недоступная ссылка с 16-05-2018 [95 дней]) // Петрунин Ю. Ю. Призрак Царьграда: неразрешимые задачи в русской и европейской культуре. — М.: КДУ, 2006, с. 75-82.
  • Савельев И. В. Курс общей физики в 3-х томах. Том 1. Механика. Молекулярная физика. — 12-е изд., стереотип. — СПб.—М.—Краснодар: Лань, 2016. — 432 с. — (Учебники для вузов. Специальная литература). — ISBN 978-5-8114-0630-2.  (недоступная ссылка с 16-05-2018 [95 дней])
  • Вечный двигатель // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

Ссылки

Видеоурок: вечный двигатель

wikipedia.green