Мобиле вечный двигатель: Вечный двигатель первого рода

Вечный двигатель первого рода

Вечный двигатель, перпетуум-мобиле (латинское perpetuum mobile переводится вечное движение) — воображаемая машина, которая, будучи раз пущена в ход, совершала бы работу неограниченно долгое время, не заимствуя энергии извне. Возможность работы такой машины неограниченное время означала бы получение энергии из ничего.

Идея вечного двигателя возникла в Европе, по-видимому, в XIII веке (хотя существуют свидетельства, что первый проект вечного двигателя предложил индиец Бхаскара в XII веке). До этого проекты вечных двигателей неизвестны. Их не было у греков и римлян, которые разработали множество эффективных механизмов и заложили основы научных подходов к изучению природы. Ученые предполагают, что дешевая и практически неограниченная рабочая сила в виде рабов тормозила в античности разработку дешевых источников энергии.

Почему люди так упорно хотели построить вечный двигатель?

В этом нет ничего удивительного. В XII-XIII веке начались крестовые походы и европейское общество пришло в движение. Стало быстрее развиваться ремесло и совершенствоваться машины, приводящие в движение механизмы. В основном это были водяные колеса и колеса, приводимые в движение животными (лошадьми, мулами, быками, ходившими по кругу). Вот и возникла идея придумать эффективную машину, приводимую в движение более дешевой энергией. Если энергия берется из ничего, то она ничего не стоит и это крайний частный случай дешевизны — даром.

Еще популярнее идея вечного двигателя стала в XVI-XVII веках, в эпоху перехода к машинному производству. Число известных проектов вечного двигателя перевалило за тысячу. Создать вечный двигатель мечтали не только малообразованные ремесленники, но и некоторые крупные ученые своего времени, так как тогда не существовало принципиального научного запрета на создание такого устройства.

Уже в XV-XVII веке прозорливые естествоиспытатели, такие как Леонардо да Винчи, Джироламо Кардано, Симон Стевин, Галилео Галилей сформулировали принцип: «Создать вечный двигатель невозможно». Симон Стевин был первым, кто на основе этого принципа вывел закон равновесия сил на наклонной плоскости, что привело его в конце концов к открытию закона сложения сил по правилу треугольника (сложение векторов).

К середине XVIII века, после многовековых попыток создать вечный двигатель, большинство ученых стали считать, что сделать это невозможно. Это был просто экспериментальный факт.

С 1775 года Французская академия наук отказалась рассматривать проекты вечного двигателя, хотя и в это время у французских академиков не было твердых научных оснований принципиально отрицать возможность черпать энергию из ничего.

Невозможность получения дополнительной работы из ничего была твердо обоснована лишь с созданием и утверждением как всеобщего и одного из самых фундаментальных законов природы «закона сохранения энергии».

Сначала Готфрид Лейбниц в 1686 году сформулировал закон сохранения механической энергии. А закон сохранения энергии как всеобщий закон природы сформулировали независимо Юлиус Майер (1845), Джеймс Джоуль (1843–50) и Герман Гельмгольц (1847).

Врач Майер и физиолог Гельмгольц сделали последний важный шаг. Они установили, что закон сохранения энергии справедлив для животных и растений. До этого существовало понятие «живая сила» и считалось, что для животных и растений законы физики могут не выполняться. Таким образом, закон сохранения энергии был первым принципом, установленным для всей познанной Вселенной.

Последним штрихом в обобщении закона сохранения энергии стала специальная теория относительности Альберта Эйнштейна (1905 г.). Он показал, что закон сохранения массы (был такой закон) — часть закона сохранения энергии. Энергия и масса эквивалентны по формуле Е = mс², где с — скорость света.

Далее: Вечный двигатель второго рода

Вечный двигатель

«Они вбили себе в голову, что вечного двигателя построить нельзя!»

М. Кривич, О. Ольгин. «Не может быть»

Вечный двигатель, он же перпетуум мобиле (от лат. perpetuum mobile) — гипотетический двигатель с коэффициентом полезного действия больше ста процентов. Существование такого технического устройства опровергается современной наукой на основании закона сохранения энергии. Термин «вечный двигатель» стал нарицательным и означает любую неосуществимую идею, проект, начинание.

Апогей споров о возможности создания вечного двигателя — генератора, вечно преобразующего воздействие внешних и внутренних источников энергии в механическое движение, казалось бы, миновал в научных дискуссиях. Парижская академия наук вынесла свой вердикт: прекратить рассмотрение подобных прожектов раз и навсегда. К «околонаучным» кругам это утверждение не относится. Дилетанты пребывают в иллюзиях, что их технические детища непременно заработают. Среди изобретателей вечного двигателя попадаются юноши, которые пропустили мимо ушей сведения о законах термодинамики, либо новаторы, никогда не ведавшие о научной премудрости, начисто отрицающей их честолюбивый замысел (Е. Филенко. «Сага о Тимофееве»). Но недаром говорится: терпение и труд всё перетрут. Не обременённые излишними знаниями гении и практики добиваются успеха там, где прочие в бессилии опускают руки.

Практиков опередили теоретики, придумавшие классификацию для рассматриваемых устройств. Вечные двигатели первого рода создают энергию. Известно немало проектов таких машин и самих агрегатов в металле, однако, достоверно о сколь-нибудь продолжительной работе таковых до сих пор достоверных сведений не имеется. Вечные двигатели второго рода собирают энергию из окружающей среды. В настоящее время доказана возможность осуществления таких агрегатов, на практике, например в космонавтике, где широко применяются тепловые насосы, использующие тепловую энергию окружающего пространства. Вечные двигатели третьего рода — это механизмы, демонстрирующие вечное движение при отсутствии трения (сверхпроводящие агрегаты, сверхтекучие жидкости и пр.) Несмотря на то, что рассматриваемые устройства второго и третьего рода успешно апробированы (конвертеры Мейера, Морея, Теслы, Хайда, Чуканова) сам термин «перпетуум мобиле» на практике до сих пор используется как «неосуществимый» или «бредовый».

Действующие вечные двигатели (всех родов) создаются пока исключительно в фантастике. Причём фантасты общими усилиями ввели собственную, принципиально иную классификацию безостановочных машин, совпадающую с общепринятой классификацией лишь в первом разделе.

Первенство изображения вечного двигателя в художественной литературе, похоже, принадлежит М. Е. Салтыкову-Щедрину и С. Каронину; прототипы их героев — реально существовавшие люди. Каковы же плоды творчества этих самобытных изобретателей? «В этой пустоте и помещался механизм, составляющий секрет изобретателя. Секрет, конечно, не особенно мудрый, вроде мешков с песком, которым предоставлялась возможность друг друга уравновешивать» (М. Салтыков-Щедрин «Современная идиллия»). «Виднелись плохо отёсанные деревянные столбы, перекладины и целая система колёс маховых и зубчатых… В самом низу, под машиной лежали какие-то чугунные шары; целая куча этих шаров лежала в стороне…» (С. Каронин. «Perpetuum mobile»).

В 1910-м году вышла забытая ныне повесть немецкого писателя Пауля Шебарта «Перпетуум мобиле. История одного изобретения». Персонаж мечтает построить «зубчатое колесо, движимое грузами» и подводит теоретическую основу под своё изобретение: «притяжение Земли вечно, и эту вечную работу притяжения можно посредством колёс превратить в вечное движение». Изобретателю-альтруисту видятся и результаты практического применения дарового источника энергии: дивная плодородная область на месте Сахары, срытые под основание горы, и повсюду размах строительных работ…

Ещё один практически безвестный русский умелец, простой сельский кузнец, сначала ознакомился по четырём книгам со всеми доселе известными моделями вечных двигателей, которые придумывали его многочисленные предшественники. Кузнец решил не повторять чужих ошибок и заблуждений и успешно пошёл собственным творческим путём (В. Четвериков. «Вечный двигатель»). Поистине неисчерпаемо у русского человека его желание решать житейские проблемы с помощью смекалки и подручных средств. Очередной изобретатель вечного двигателя объявился в рассказе В. Шукшина «Упорный». Ну, а если при решении житейских проблем сама природа «сдаётся на милость» ниспровергателям её устойчивых законов, то народные умельцы мастерят из подручных средства и вечные двигатели, и машины времени (Е. Лукин. «Бытие наше дырчатое»).

Действующая модель вечного двигателя получилась-таки у двух землян, которым не просто дали заведомо невыполнимое задание, но и поставили при этом в экстремальные условия (Р. Сильверберг. «Двойная работа»).

Парочка знаменитых конструкторов решила подойти к той же проблеме с другой стороны, введя в одно известное уравнение физики наряду с энергией и энтропией «оборотную сторону» последней — информацию. И вскоре был получен вечный двигатель «второго рода», представляющий собой безостановочный информационный генератор (С. Лем. «Кибериада»).

Но и это ещё не предел. Некто изобрел устройство, благодаря запуску которого заработали все ранее бездействующие вариации вечных двигателей, собранные в музее в качестве экспонатов технических нелепостей (Н. Орехов, Г. Шишко. «Вечный двигатель третьего рода»).

© Р.Ю. Масленников

Синонимы:

Двигатель вечный

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.