Перпетум мобиле сильнейшие. Перпетуум мобиле. Несуществующий вечный двигатель
Золотой мечтой человечества во все века было создать такое устройство, которое производило бы работу, ничего при этом не потребляя и не расходуя собственных ресурсов, - вечный двигатель (перпетуум мобиле на латыни).
Первые описания подобного устройства встречаются в древних арабских и индийских рукописях.
Возникает вопрос: перпетуум мобиле - что это такое?
Двигатель Бхаскары
Индийский астроном и математик Бхаскара, живший в XII веке и написавший ряд дошедших до нас работ по астрономии и математике, предложил один из первых вариантов перпетуум мобиле. Описание вечного двигателя дошло до нас в одном из его стихотворений. Вечный перпетуум мобиле представлял собой колесо, к диагональным спицам которого были прикреплены сосуды со ртутью. При вращении колеса ртуть перетекает в сосудах, изменяется центр тяжести, и колесо должно вращаться само по себе непрерывно.
Перпетуум мобиле - что это такое? Цель, к которой надо стремиться, или нечто невозможное?
Изобретатели вечного двигателя
Счет изобретателям вечного двигателя идет на тысячи. Попытки создать его предпринимали и великие люди. Среди эскизов Леонардо да Винчи был обнаружен эскиз перпетуум мобиле. Никола Тесла и Майкл Фарадей тоже пытались создать такое устройство.
В XVIII веке алхимик и инженер Иохан Бесслер, известный также как Орфиреус, создал "действующую" модель вечного двигателя. Устройство представляло собой деревянное колесо, обтянутое тканью, с осью в центре, которое вращалось в запертой пустой комнате 14 дней. "Самодвижущиеся колесо" произвело сенсацию в обществе. Им заинтересовался даже Петр Первый, когда молва дошла до России. Орфиреус категорически отказался раскрыть секрет своего изобретения. Служанка Бесслера, поссорившись со своим хозяином, рассказала, что колесо двигали она и брат алхимика, дергая за шнурок из соседней комнаты.
В зависимости от развития науки изобретатели пытались создать двигатели с использованием магнитов, электрических батареек, водяных струй.
Аббат Джузеппе Дзамбони создал "вечный электромотор" на основе сухой батарейки без использования кислоты. Маятник на батареях Дзамбони работал несколько десятилетий, уже после смерти изобретателя.
В 1775 г. французская академия наук объявила, что не будет рассматривать более проблемы вечного двигателя и квадратуры круга.
Варианты вечных двигателей
Перечень конструкций вечных двигателей можно долго продолжать. С развитием радиотехники и электроники изобретатели пытались использовать для этого элементы электрических и радиосхем.
Среди интересных вариантов:
- Водяной винт Роберта Флада. Водяное колесо, продолжающее молоть зерно под действием рециркулирующей воды. Вечные часы Кокса, которые, по его словам, были созданы на основе механических и философских принципов. Батарейка Карпена, которая была создана в 50-х годах прошлого века и до сих пор выдает напряжение. Электрическая машина Ньюмана, которая, по его заявлению, выдает больше энергии, чем было затрачено. НЛО-двигатель Отиса Карра, который использует неизвестную науке гравитационную энергию.
Вечные двигатели первого рода
С развитием теоретической термодинамики было сформулированы три ее основных начала. В соответствии с началами термодинамики и определятся род перпетуум мобиле. Первое начало термодинамики описывает закон сохранения энергии.
И вечные двигатели, способные работать и производить энергию, ничего не потребляя, называются двигателями первого рода. Закон сохранения энергии является фундаментальным. Природа запрещает существование вечных двигателей первого рода.
Вечные двигатели второго рода
Второе начало термодинамики - это принцип, описывающий направление передачи тепла между телами. Он описывается постулатами Клаузиуса и Томсона, которые запрещают передачу тепла от менее нагретого тела к более нагретому.
Вечными двигателями второго рода называют двигатели, которые используют для работы внутреннюю теплоту (энергию) замкнутой системы. Вечные двигатели второго рода - устройства достаточно хитроумные. В них не сразу можно рассмотреть нарушение физических законов. Подчас они носят очень наукообразные названия. Например, параметрическая электромашина, преобразователь тепла в электричество, мотор-альтернатор, система, создающая мощность из энергии электростатического поля, и т. п. Суть от этого не меняется.
Демон Максвелла
Для иллюстрации второго начала термодинамики и для объяснения что это такое - перпетуум мобиле, Джеймс Максвелл придумал некое фантастическое существо, которое находится в замкнутом объеме и, как мячики для пинг-понга, бросает молекулы с большой температурой в одну сторону сосуда, а с маленькой температурой - в другую. В результате одна часть сосуда нагревается, а другая охлаждается без использования дополнительной энергии. Если пренебречь энергией, которую должен получать демон Максвелла, перед нами практически вечный двигатель. Остается придумать такого демона, который бы согласился работать, ничего не потребляя. Образ демона Максвелла встречается и в литературе. В романе братьев Стругацких "Понедельник начинается в субботу" демоны Максвелла открывают и закрывают двери НИИЧАВО. Кен Кизи использовал этот образ для демонстрации взаимоотношений добра и зла в человеческом обществе. Демон Максвелла "первого рода" есть и у Станислава Лема.
Устройства, которые работают вечно, продолжают изобретать до сих пор. И некоторым удается даже получить патент. Правда, патентные бюро избегают наименования "вечный двигатель", но суть от этого не меняется. Так, в 2005 г. американец Борис Вольфсон запатентовал некое устройство на основе антигравитации, которое, ничего не потребляя, создавало бы силу тяжести на борту космических кораблей, а в 1995 г. американский патент получил наш соотечественник Александр Фролов за "устройства для создания полезной работы без применения внешних источников".
Название "перпетуум мобиле" относится не только к физике и неким конструкциям. Его можно встретить и в музыке. Так называются быстрые музыкальные пьесы, которые как бы не кончаются. Пьеса с таким названием есть и у Шопена.
При исследованиях определенных квантовых процессов иногда кажется, что закон сохранения энергии нарушается. Потом физики дают этому объяснение, но какое-то время кажется, что чудо возможно. Перпетуум мобиле - что это такое, как ни чудо!
И такое чудо существует. Это вечное стремление человека двигаться к новым горизонтам, исследовать космос, подниматься на Эверест и спускаться в Марианскую впадину.
Взлёт и падение Орфиреуса.
Иоганн Эрнст Элиас Беслер, известный под псевдонимом Орфиреус, был весьма одаренным человеком. В молодости он изучал богословие, затем штудировал медицину и, наконец, решил заняться изобретательством, замахнувшись сразу на создание перпетуум мобиле. Солидными техническими знаниями Беслер не обладал, зато был предприимчив и красноречив.
В 1715 году он представил публике маленькую работающую модель вечного двигателя. По рекомендации великого немецкого математика и философа Лейбница ландграф Гессен-Кассельский Карл пригласил Беслера к себе в замок, где предоставил ему летний домик с большой комнатой и кладовкой для постройки полномасштабной модели его «самодвижущегося колеса».
Почти два месяца Орфиреус трудился над перпетуум мобиле, причем все это время в летний домик никого не пускал. Наконец 12 ноября 1717 года — в присутствии ландграфа — изобретатель запустил большое колесо, которое не только вращалось само по себе, но и поднимало при этом тяжелый груз на значительную высоту. После «представления» комната была заперта на замок, опечатана и оставлена под бдительным караулом двух гренадеров. Через две недели печати сняли. Ландграф со свитой вошел в помещение и не поверил своим глазам: колесо все еще вращалось «с неослабевающей быстротой». Машину остановили, тщательно осмотрели, после чего Орфиреус опять запустил ее. В течение сорока дней комната снова оставалась запечатанной, а у дверей караулили гренадеры. Когда 4 января 1718 года печати сняли, экспертная комиссия нашла колесо в движении!
Ландграф и этим не удовольствовался: был сделан третий опыт -вечный двигатель запечатали на целых два месяца. Однако по истечении срока его нашли работающим. Изобретатель получил от восхищенного ландграфа официальное удостоверение о том, что его «перпетуум мобиле делает 50 оборотов в минуту, способен поднять 16 кг на высоту 1,5 м, а также может приводить в действие кузнечный мех и точильный станок».
Весть об изумительном изобретении доктора Орфиреуса быстро разнеслась по всей Европе. Достигла она и Петра I, весьма падкого до всяких «хитрых машин». Русский царь загорелся купить «самодвижущееся колесо» и даже собирался пригласить Орфиреуса — выдающегося механика — к себе на службу. Но тот запросил за свое изобретение огромную сумму: «На одной стороне положите 100 000 талеров, а на другой я положу свою машину». Трудно сказать, чем бы все кончилось, но Петр внезапно умер, и сделка не состоялась.
Впрочем, это никак не сказалось на судьбе Беслера. Много лет он наслаждался громкой славой и купался в роскоши, показывая публике за немалую плату свой вечный двигатель. Великие мира сего осыпали его высокими милостями; поэты слагали оды и гимны в честь чудесного колеса.
Но однажды случилось непредвиденное. Жена и служанка Орфиреуса, крупно поссорившись с ним, признались: именно они да еще брат изобретателя приводили в движение «вечный двигатель». Спрятавшись в кладовке, они тянули за тонкую, но прочную веревку, незаметно для наблюдателей намотанную на часть оси колеса, скрытую в стойке.
Разоблаченный мошенник до самой своей смерти твердил, что жена и прислуга оговорили его по злобе.
Но… единожды солгавши, кто тебе поверит?..
Колесо и винт Архимеда.
Первая известная нам попытка создать настоящий вечный двигатель была предпринята еще в V веке н. э. Устройство этого механизма подробно изложено в санскритской «Сиддахнте Сиромани» — рукописи по астрономии, и это на первый взгляд довольно странно. На самом деле все закономерно: ученые мужи древности представляли вечный двигатель в виде небесных колес, вращаться которые заставляют ангелы. Неизвестный изобретатель решил скопировать космический принцип в земном механизме. В итоге появился чертеж колеса с двумя рядами одинаковых углублений, заполненных ртутью и плотно закрытых. Они зигзагообразно располагались на внешнем ободе, что должно было обеспечить постоянное движение колеса. В 1150 году индиец Бхаскара предложил усовершенствовать перпетуум мобиле: закрепить на колесе снаружи под углом к ободу набор трубок с ртутью. По задумке изобретателя перетекание жидкости в трубках должно было создать асимметрию в распределении грузов, которая обеспечивала бы беспрерывное вращение. Вечного двигателя, конечно же, не получилось — ни в том ни в другом случае, но сама идея колеса, одна сторона которого перевешивает другую, покорила умы изобретателей.В XIII в. известный французский архитектор и инженер Виллар д’Оннекур разработал механизм, в котором вместо ртути колесо должен был вращать вес нечетного числа мешочков со свинцовой дробью. А в 1438 году некий Мариано ди Жакопо из Сиены попытался превратить в вечный двигатель хитроумно переделанное водяное колесо.
Большой интерес у изобретателей вечного двигателя вызывал и так называемый архимедов винт -водоподъемная машина: вал с винтовой поверхностью, установленный в наклонной трубе, нижний конец которой погружен в воду.
В 1618 году Роберт Флудд предложил проект «мельницы замкнутого цикла». В нем вода должна была сначала подаваться архимедовым винтом из нижнего резервуара в верхний, а затем по наклонному желобу стекать на лопасти колеса, вращающего с помощью зубчатых колес, и этот винт, и мельничный жернов.
Идея с архимедовым винтом долго оставалась популярной, несмотря на то что в конце XV в. ее ошибочность доказал сам Леонардо да Винчи. Впрочем, этот гениальный ученый убедился и в несостоятельности вечного двигателя на основе колеса: он изготавливал и исследовал модели, пока не убедился, что ни одна из них почему-то не работает. Предупреждая других изобретателей о бессмысленности их поисков, Леонардо довольно категорично высказался: «Я пришел к выводу о невозможности нахождения непрерывного
движения, а также вечного колеса. Поиск конструкции вечного колеса — источника вечного движения -можно назвать одним из наиболее бессмысленных заблуждений человека».
Опять бью мимо!
Увы, для средневековых изобретателей Леонардо да Винчи не был непререкаемым авторитетом. Вечные двигатели продолжали появляться один за другим. Только теперь популярность набирали модели, работа которых основывалась на магнитах. Хотя первый такой механизм разработал еще в 1269 году некий Пьетро Перегрино, помощник великого ученого Роджера Бэкона. Он описал колесо с металлическими зубцами, каждый из которых последовательно отталкивался от магнита, обеспечивая тем самым непрерывное движение. Его усовершенствованный вариант предложил в 1570 году иезуит Иоганн Тэснериус: шарик вкатывается по наклонной плоскости, притягиваемый помещенным вверху магнитом, но до того, как прилипнуть к нему, проваливается вниз в проделанное на определенной высоте отверстие и скатывается к началу своего, казалось бы, вечного пути. Однако на практике колеса с зубцами не хотели вращаться, а шарик останавливался.
Не добились успеха и те изобретатели, которые пытались использовать различные свойства жидкостей. Например, капиллярное притяжение, заставляющее воду подниматься вверх по пористым материалам. Ни один из таких вечных двигателей не заработал.
Единственным, кому улыбнулась удача, был Джеймс Кокс. В 60-х гг. XVII века он создал «вечные» часы, которые питало сжатие и расширение ртути под воздействием атмосферного давления. По существу, это был большой барометр, приспособленный для полезной механической работы. Но многообещающее устройство не оправдало надежд. Его промышленная эксплуатация оказалась абсолютно невыгодной: даже для приведения в действие маломощного механизма часов Кокса требовалось около 150 кг дорогой и экологически опасной ртути.
В конце XVIII в. на Европу обрушилась промышленная революция. В1789 году Джеймс Ватт изобрел паровой двигатель, в 1803 году Роберт Фултон заставил с его помощью двигаться пароход. С 1825 года по Англии уже вовсю курсировал паровой поезд, состоящий из 33 вагонов. Успехи окрыляли. То, что раньше казалось невероятным, становилось абсолютно реальным, доступным. Понятное дело, на этом фоне вновь вспыхнул интерес к вечному двигателю. Создание перпетуум мобиле сулило не только славу, но и большие деньги. А потому очередной «вечный» изобретатель не замедлил явиться.
В 1872 году Джон Кили, механик из Филадельфии, объявил, что нашел способ извлечения энергии из светоносного эфира. Ему удалось убедить многих инженеров и бизнесменов инвестировать средства в реализацию его идеи. На собранный миллион долларов была создана «Кили Мотор Компани». И через два года публике представили эфирный генератор.
Надо отдать Кили должное: значительную часть денег он действительно потратил на оборудование лаборатории. Свои секреты изобретатель не доверял никому, особенно физикам и инженерам, и все опыты проводил самостоятельно. Ни одна из машин Кили не работала должным образом без его присутствия, что, естественно, наводило на некоторые подозрения. Инвесторы потребовали от него создания коммерческого образца, однако таковой так никогда и не появился на рынке.
Целых 26 лет Кили вешал лапшу на уши спонсорам, время от времени показывая им свои конструкции. Видимо, демонстрации были весьма убедительны — надежды на золотые горы вкладчиков не оставляли.
Грандиозный обман раскрылся только после смерти Кили в 1898 году. Его лабораторию тщательнейшим образом осмотрели, но вместо перпетуум мобиле нашли двойные потолки и полы, с тщательно замаскированными каналами в них. А в фундаменте обнаружился резервуар со сжатым воздухом, которым и приводились в движение «вечные двигатели» Кили… Се ля ви!
Не верь глазам своим!
Проблемой вечного двигателя занимались многие знаменитые ученые, но все они, как и Леонардо да Винчи в свое время, пришли к выводу, что перпетуум мобиле невозможен, поскольку он противоречит закону сохранения энергии, звучащему так: «Энергия не исчезает и не возникает из ничего. В изолированной системе она может только переходить из одной формы в другую, но ее общее количество остается постоянным».
В 1775 году Парижская академия наук приняла решение прекратить рассмотрение проектов вечных двигателей, но это не остановило энтузиастов. Естественно, возникает вопрос: что заставляет их делать это? Тщеславие? Жажда наживы? Нет. Просто человеческая душа не может смириться с наличием пределов материального бытия, ибо так уж она устроена. И поэтому переубедить одержимого вечным двигателем невозможно.
В качестве примера новейших разработок в «запретной» области можно привести тепловые насосы. Они позволяют при затрате, например, 1 кВт/ч электроэнергии получить 3-4 кВт/ч тепловой энергии. Тем не менее такое устройство не является вечным двигателем, нарушающим закон сохранения энергии. Это просто «холодильник наоборот».
Обычный холодильник отбирает тепло от продуктов в холодильной камере и выделяет это тепло в окружающий воздух. А насос поглощает тепло из окружающей среды — воздуха, грунтовых вод, водоемов — и передает его пользователю для отопления или горячего водоснабжения. Так что, если вы увидите на какой-нибудь выставке тепловой насос и табличку, на которой написано, что у этого устройства КПД 300%, не верьте глазам своим, как советовал Козьма Прутков. Те 200% энергии, не потребленные из сети электроснабжения, были просто взяты от окружающей среды.
В последнее время изобретатели вечных двигателей предлагают черпать энергию для них из вакуума. Правда, как это сделать, пока никто не знает…
Радиевые часы.
Но вернемся к вечным двигателям, которые работают «вечно» по человеческим меркам и при этом не нарушают законов физики.
Одним из таких довольно простых устройств являются радиевые часы, представленные широкой публике в 1903 году Джоном Уильямом Стреттом, будущим нобелевским лауреатом по физике. В этих часах небольшое количество соли радия помещено в стеклянную трубку, покрытую снаружи проводящим материалом. В конце трубки имеется латунный колпачок, а на нем висит пара золотых лепестков. Все это находится в стеклянной колбочке с выкачанным воздухом.
Внутренняя поверхность колбочки покрыта проводящей фольгой, заземленной через провод.
Отрицательные электроны (бета-лучи), которые излучает радий, проходят через стекло на лепестки, оставляя центральную часть трубки положительно заряженной. В результате золотые лепестки, отталкиваясь друг от друга, расходятся. Когда они касаются фольги, происходит разряд, лепестки опускаются, и рабочий цикл начинается снова. А поскольку период полураспада радия составляет 1620 лет, такие часы могут работать многие столетия без видимых изменений.
В свое время радиевые часы были учтены настоящим перпетуум мобиле: природа ядерной энергии еще не была известна, и оставалось неясно, откуда берется энергия, заставляющая лепестки двигаться. Однако с развитием науки стало ясно, что закон сохранения энергии все равно торжествует: радиевая «батарейка» со временем разряжается, и часы останавливаются.
Игра стоит свеч.
Между тем ирландская компания Steorn недавно столкнулась с загадочным явлением, которое не укладывается в прокрустово ложе современной физики. И произошло это совершенно случайно.
В 2003 году компания стала разрабатывать более совершенные микрогенераторы энергии. В ходе исследований выяснилось, что КПД изделий — свыше 100%. Источник поступления дополнительной энергии установить не удалось. Но достоверно известно, что ее получение не приводит к износу оборудования. То есть речь может идти о потенциальном вечном двигателе.
В связи с этим компания всеми силами пыталась привлечь внимание к загадочному феномену. В течение 2005 года Steorn несколько раз обращалась к уважаемым академическим институтам с просьбами о независимом анализе полученных результатов. Однако откликнулись лишь некоторые ученые. Они и стали свидетелями тестирования и подтвердили выводы компании. Тем не менее никто из ученых мужей не осмелился оставить свою подпись под документами, идущими вразрез с официальной наукой.
В 2006 году Steorn решила попытать счастье еще раз. Со страниц журнала The Economist компания обратилась к широкому фугу специалистов с целью набрать 12 независимых экспертов, дабы те протестировали технологию, проанализировали ее, а результаты своих исследований опубликовали в прессе. Как заявил генеральный директор компании Шон МакКарти: «Мы не питаем иллюзий: наверняка феномен встретит недоверие и критику и после научных публикаций результатов, ведь брошен вызов фундаментальным основам физики. Но пусть ученое сообщество докажет, что мы неправы. Ответ на вопрос, который мы ставим, слишком важен, чтобы пренебрегать им. Ведь, реализовав нашу технологию, можно покрыть все потребности людей в энергии без ущерба для экологии. Игра стоит свеч».
Если экспертиза не выявит принципиальных ошибок в революционной технологии, Steorn собирается продавать лицензии на ее использование. При этом компания планирует заниматься своего рода благотворительностью: бесплатно снабжать энергией страны третьего мира.
Сегодня ведутся оживленные дискуссии о том, откуда же берется загадочная дополнительная энергия? Ответа, который бы устраивал всех, пока нет. Что ж, поживем — увидим. Может статься, и этот вечный двигатель окажется химерой. Скептики удовлетворенно хмыкнут, но романтики продолжат поиски…
Вечный двигатель, или на латинском языке "перпетум мобиль", представляет собой гипотетическую машину, которая могла бы функционировать вечно после придания ей начального импульса и без необходимости последующего подвода энергии к ней.
Законы термодинамики
Чтобы понять, возможен или невозможен перпетум мобиль, следует вспомнить первые два закона термодинамики:
- Первый закон термодинамики гласит: "Энергия не создается и не уничтожается, она может лишь переходить в разные состояния и виды". То есть если над данной системой совершают работу или она обменивается теплом с внешней средой, то ее внутренняя энергия изменяется.
- Второй закон термодинамики. Согласно ему, "энтропия Вселенной стремится увеличиться с течением времени". Этот закон указывает, в каком направлении будет протекать самопроизвольно. Кроме того, из этого закона следует невозможность перехода энергии из одного вида в другой без потерь.
Вечный двигатель первого и второго рода
Вечный двигатель, или на латинском языке perpetuum mobile, бывает двух родов:
- Вечный двигатель первого рода представляет собой машину, которая постоянно работает без подвода внешней энергии и при этом совершает какую-либо работу. То есть перпетум мобиль первого рода противоречит первому закону термодинамики, поэтому, кстати, он и получил название двигателя первого рода.
- Вечный двигатель второго рода - это любая машина, которая работает с периодическими циклами, преобразуя один вид энергии в другой, например, механическую в электрическую и наоборот, без каких-либо потерь в процессе этого преобразования. То есть вечный двигатель (перпетуум мобиле) второго рода противоречит второму закону термодинамики.
Невозможность существования
Вечный двигатель первого рода противоречит фундаментальному закону физики о сохранении энергии изолированной системы, поэтому существовать не может. Что касается perpetuum mobile второго рода, то он также невозможен, поскольку в любом работающем двигателе происходит распыление энергии различными способами, главным образом, в виде тепла.
Учитывая, что законы термодинамики проверены несколькими столетиями опытов и экспериментов и еще ни разу не дали сбоя, можно смело говорить, что любые проекты вечных двигателей - это обман. Такие проекты часто возникают в разнообразных религиозных кружках, в которых присутствуют верования о нескончаемых источниках энергии и так далее.
Кроме того, время от времени появляются различные мысленные "парадоксы", которые, казалось бы, демонстрируют работоспособность тех или иных перпетум мобиль. Во всех этих случаях речь идет об ошибках в понимании законов физики, поэтому такие мысленные "парадоксы" являются поучительными.
Исторические поиски вечных двигателей и их важность для развития человечества
Законы термодинамики были установлены окончательно во второй половине XIX века. Согласно им, любая работающая машина не может переводить энергию из одного состояния в другое с коэффициентом полезного действия, равным 100%, не говоря уже о постоянном снабжении энергией других систем без подвода ее к самой машине.
Несмотря на это, многие люди в ходе истории и по сей день искали и продолжают искать различные конструкции работающих вечных двигателей, которые можно сравнить со своеобразным "эликсиром молодости" в области механики.
Все проекты таких машин заключаются в использовании разных весов, углов, физических или механических свойств конкретных субстанций, которые могут двигаться постоянно и даже создавать избыточное количество полезной энергии. Говоря о современном времени и его огромных энергетических потребностях, можно понять важность перпетум мобиль, который бы стал настоящей революцией в развитии человечества.
Возвращаясь в историю, следует сказать, что первые известные проекты вечных двигателей начали появляться в средневековой Европе. Полагают, что первой моделью вечного двигателя стало соответствующее изобретение в Баварии в VIII веке нашей эры.
Известные проекты вечных двигателей в Средние века
К сожалению, до настоящего времени ничего не известно о существовании проектов перпетум мобиль в обществах до Средних веков. Не сохранилась никакая информация о том, что древние греки или римляне создавали такие машины.
Самым древним изобретением вечного двигателя, которое известно человечеству, является магическое колесо. Хотя не сохранилось изображений этого изобретения, исторические письменные источники говорят, что оно относится ко времени существования Империи Меровингов на территории современной Баварии в VIII веке. Однако некоторые историки говорят о том, что данная машина не существовала в действительности и что вся информация о ней является легендой.
Бхаскара был известным индийским математиком, который признается самым влиятельным ученым Средних веков на своем континенте. Его работы, касающиеся дифференциальных уравнений, предшествуют на 5 веков аналогичным работам Ньютона и Лейбница. Около 1150 года Бхаскара придумал колесо, которое должно было вращаться вечно. К сожалению, это изобретение так и не было сконструировано, но оно является первым несомненным свидетельством попыток создания вечного движения.
Первым изобретением вечного двигателя в Европе является машина известного французского масона и архитектора XIII века Виллара де Оннекура. Точно не известно, было ли его изобретение сконструировано, но в дневниках Виллара де Оннекура находят изображение его perpetuum mobile.
Легендарный инженер и изобретатель из Флоренции Леонардо да Винчи также создал несколько машин - вечных двигателей, и в этом плане он опередил на несколько веков свое время. Данные машины, естественно, оказались неработоспособными, и ученый сделал вывод о невозможности существования вечных двигателей в физике.
Вечные двигатели Нового времени
С наступлением вечного двигателя стало популярным занятием, и многие изобретатели тратили свое время на создание такой машины. Связан этот бум прежде всего с успехом в развитии механики.
Так, итальянский изобретатель XVI века Марк Зимара сконструировал вечно работающую мельницу, а голландец Корнелиус Дреббель посвятил одно из таких изобретений английскому королю. В 1712 году инженер Иоганн Бесслер проанализировал более 300 подобных изобретений и решил создать собственный перпетум мобиль.
В итоге, в 1775 году члены королевской академии наук в Париже издали указ о том, что не будут принимать какие-либо изобретения, которые ассоциируются с тематикой вечного двигателя.
Мысленные эксперименты
В теоретической физике часто используют мысленные эксперименты, с помощью которых стараются проверить фундаментальные физические законы. Касательно темы вечных двигателей, можно назвать следующие проекты:
- Демон Максвелла. Речь идет о нарушении второго закона термодинамики, когда гипотетический демон разделяет смесь газов. Этот мысленный эксперимент позволяет понять суть энтропии системы.
- Вечный двигатель который выполняет работу за счет термических флуктуаций и поэтому может работать вечно. В действительности он будет работать до тех пор, пока окружающая среда имеет более высокую температуру, чем сам двигатель.
Окончательно ли мертва надежда создать вечный двигатель?
Мы не можем с уверенностью утверждать, что никогда не будет придумано механизма, способного работать вечно, поскольку человечество еще многого не знает о Вселенной, в которой живет. Возможно, будет открыт вид экзотической материи, например, черная материя в космосе, о которой почти ничего неизвестно. Поведение этой материи может заставить пересмотреть законы термодинамики. Эти законы являются настолько фундаментальными, что любое их изменение по своим масштабам будет аналогично влиянию теории Альберта Эйнштейна на законы классической механики Исаака Ньютона и на развитие физики в целом. Также возможно, что вечное движение существует в объектах, поведение которых подчиняется квантовой механике.
Называйте их машинами свободной энергии, перпетуум мобиле или вечным двигателем. Тигр остаётся тигром, в какой бы цвет вы не покрасили его полосы. С тех пор как человечество нуждается в электричестве или другом источнике энергии, изобретательные умы находятся в напрасном поиске гениального решения: свободная энергия на все времена без всякого топлива. Наброски и чертежи, «как сделать вечный двигатель», историки находят с тех пор как существуют технические эскизы. Проекты вечного двигателя появляются и ныне, даже чаще, чем ранее. Сегодня мы собираемся рассмотреть самый известный пример вечного двигателя и донести общественному пониманию, что такое чудо всё-таки существует.
Смысл того, что вечный двигатель не может работать, и не будет работать, не требует доказательства. Но так как заявления такой возможности не утихают, обсуждение заслуживает внимания. Строго говоря, было бы ненаучно автору утверждать, что такая возможность есть. Вечный двигатель нарушил бы закон термодинамики. Но фундаментальные законы вселенной настолько нерушимы, что автор собирается выйти из-под их влияния. Первый закон термодинамики утверждает, что энергия замкнутой системы остаётся постоянной. Если требуется вывести часть энергии, например, через вращение вала, необходимо вернуть в систему, как минимум, такое же количество энергии. Второй закон термодинамики говорит, что энтропия изолированной системы может только повышаться и не может снижаться. В основном системы стремятся к тепловому равновесию. Проще говоря, второй закон запрещает процессы, в результате которых тепло перетекает из области с меньшей температуры в область большей температуры или где тепло конвертируется полностью в работу. Любой вечный двигатель невозможен, так как нарушает один или оба закона термодинамики.
Наиболее распространенные конструкции вечного двигателя основаны на магнитном моторе. Магниты расположены непрерывно по кругу и должны вращать ротор, толкать шарики по кругу или поддерживать движение другой конструкции вечно. Ныне подобные конструкции являются гибридом электромотора. Изобретатели заявляют, что кинетическая энергия такого мотора превышает затраты электроэнергии, запущенный однажды он может вращаться вечно. Интернет поиск кричит о тысячах подобных проектах. Многие демонстрируют видео работающей машины. Как же можно понимать всё это? Автор заявляет, что все эти парни лгут?
Нет, но автор говорит, что любой заявивший вечный двигатель ошибается. В большинстве случаев изобретатель не имеет физического образования, и не изучал принципы работы электромеханических систем. Большинство изобретателей вечного двигателя любители и вполне честно (хотя и глубоко) заблуждаются. Чаще всего они представляют диаграммы, заметки и расчёты, выполненные самостоятельно. Некоторые признают, что не понимают полностью происходящее в их варианте вечного двигателя. Но, чаще всего, они заявляют, что опровергли законы природы применением уникальных знаний.
Ранние версии вечного двигателя описаны в 12 столетии. Наиболее известная из них это колесо Бхаскра (Bhaskara wheel), спицы которого заполнены до половины ртутью и изогнуты так, что тяжёлая жидкость стремится от оси при движении вниз, и стремится к оси вращения при движении вверх, обеспечивая рычаг поддерживающий вращение. Подобная конструкция, называемая колесо с неравным балансом, повторялось многие столетия во многих вариантах. Колесо Вилларда 13го столетия использует вместо тяжелой жидкости молоточки. Колесо Таккола 15го столетия использует подвешенные рычаги. Леонардо да Винчи начертил целую серию колёс с неравным балансом, хотя знал что вечное вращение невозможно.
В 1870, автор Генри Дрикс (Henry Dircks) цитировал Леонардо:
«…Оборудование подобного колеса со многими балансирующими деталями и придание ему вращения приведут к остановке потому, что такой конструкцией вы обманываете себя… Хотя более тяжелые детали колеса находятся дальше от оси вращения, и их вращающий момент увеличивается, движущая сила всего колеса остаётся неизменной.»
Особое место в истории о вечных двигателях занимает германский часовщик Иоганн Бесслер (Johann Bessler). Он сконструировал огромное количество колёс, которые демонстрировал в начале 1700х. Его огромные колёса, приводимые в движение маятником, имели закрытый механизм. Бесслер получил поддержку и широкое признание, хотя многие считали его иллюзионистом в дополнение к славе опытного производителя часовых механизмов. Самая известная демонстрация непрерывно вращающегося колеса продолжалась 53 дня в опечатанном, закрытом помещении, охраняемом патроном Бесслера Ландграфом Гессен Кассельским (Landgrave of Hesse-Cassel). Но так как помещение было без окон, а Бесслер всегда входил первым и выходил последним, скептики не были уверенны в непрерывном вращении колеса.
Физика остаётся физикой, говорим ли о простом или сложном механизме с забавной терминологией и подключённым к батарее. В 2006 компания Стеорн (Steorn) анонсировала девайс под названием Орбо (Orbo), который как всем известно, был классическим магнитным мотором. Все публичные демонстрации провалились (за исключением случаев, когда подключалась батарея), но они все равно заявляли о прогрессе. Десятки лет парень по имени Джон Серл (John Searl) заявлял, что построил магнитный мотор под названием Генератор Серла (the Searl Effect Generator) и рассказывал, что летает по окрестностям в летающей тарелке со своим мотором.
В последние годы многие заявляют, что мотки проволоки вырабатывают электроэнергию. Наиболее известны «мотки Родина», по имени автора Марко Родин (Marko Rodin). По его утверждению, в основе принцип вихревой математики, новая наука, изобретенная и признанная им самим. Вечный двигатель Канадского изобретателя Тейн Хейнс (Thane Heins), имеет экзотическое название Перпеттия би-торидал трансформер (Perepiteia bi-toroidal transformer). Наблюдатели пришли к выводу, что это обычный электромотор и только сам Хейнс заверяет, что вырабатывается больше электроэнергии, чем потребляется.
Как можно предположить, многие сторонники вечного двигателя смотрят на Николо Тесла и его статью 1900г., опубликованную в журнале «Иллюстратор столетия» (Century Illustrated Magazine). Некоторые интерпретировали статью Тесла как подтверждение возможности вечного двигателя. Беглый просмотр статьи скажет вам, что Тесла вообще не касался вопроса вечного двигателя. Статья о возможностях теплопровода и передаче тепла из тёплого региона в холодный регион. Тесла не обсуждал возможность нарушить закон термодинамики, он обсуждал возможность использовать его.
Распространенное заблуждение, связанное с моделями вечного двигателя, основывается на том, что многие из них запатентованы. Патент подтверждает лишь оригинальность конструкции и не может служить признанием работоспособности того или иного устройства. На самом деле, успешно запатентовано большое количество невероятных механизмов, которые провалились на испытаниях. Вечные двигатели не патентуются в большинстве стран. В США это называется «требование применимости». Для того, чтобы получить патент, устройство должно обладать минимальной применимостью. Закон исключает возможность патентования вечных двигателей, основываясь на их невозможности. Проще говоря, вы не получите патент на «межгалактический трансформер» пока не представите действующий образец.
Наиболее частый случай отказа в выдаче патента описан на официальном сайте как (the Manual of Patent Examining Procedure) и введён в действие с 1977. Йозеф Ньюман (Joseph Newman) был чудак, который развил собственную теорию гироскопов и электромагнетизма. В патенте мотора было отказано, так как принцип нарушает законы природы. Ньюман подавал апелляции, которые также получали отказ. Его настроение было очень серьёзно, и в 1989 было подано исковое заявление против Комиссии по патентам и торговым маркам (the Commissioner of Patents and Trademarks). Судья назначил специалиста для рассмотрения прототипа Ньюмана. Специалист внимательно изучил конструкцию и работоспособность этого варианта вечного двигателя. И, хотя понимал, что Ньюман ошибается, признал превышение исходящей энергии над затраченной.
Но суд не признал, и отослал изобретение в Национальное Бюро Стандартизации (National Bureau of Standards) на испытания. Вывод Бюро не совпал с выводами специалиста. Устройство представляет собой обычный преобразователь постоянного тока в переменный и, лишь немного, уступающий в эффективности известным устройствам такого типа. Решение суда было не в пользу Ньюмана, но он аппелировал снова. Заявлял, что испытания Бюро неправильные. В конце концов, федеральный суд оставил решение местного суда в силе.
Дискуссия о вечных двигателях была бы не полной без упоминания о теории заговора, на которую ссылаются сторонники экзотических изобретений. Главный аргумент в отказе регистрации вечных двигателей правительством это поддержка нефтяных магнатов. Сайты посвященные теории заговора, такие как InfoWars, Rense.com и Natural News поддерживают существование вечного двигателя. И фильмы, подобные «Thrive», тоже.
На поверхности теория кажется приемлемой, но при близком рассмотрении распадается на части. Во-первых, упомянутое подавление, похоже не существует вообще. Различные вечные двигатели рекламируются постоянно, Ютюб разрывает ежедневное пополнение сюжетов о вечных двигателях, которые предположительно работают. В какой бы форме не выражалось подавление, оно совершенно неэффективно. Множество людей идут крестовым походом в защиту своего варианта вечного двигателя десятилетиями. Ни агенты в чёрном от правительства, ни агенты нефтяных магнатов не препятствуют этой борьбе за светлое будущее свободной энергии. Книги остаются на полках, видео остаётся в Ютюбе, патенты остаются в файлах и публично доступны. Подавление идеи вечного двигателя трудно подтвердить.
Почему порядочные изобретатели преследуют цель создания вечного двигателя, когда основы теории говорят о невозможности? Патентный поверенный Джин Куин (Gene Quinn) предложил объяснение:
«Преследование невозможного, по крайней мере невозможного на основе известных законов физики и природы, является серьёзной мотивацией для многих. Молодые любителей научной фантастики становятся учёными, которые ставят под сомнение привычный ход мысли и пытаются создать устройства своей мечты.»
Присутствует также старинное желание магически быстрого решения трудной проблемы. Не много у человека столь же неотвязных стремлений. Неважно, что рассматривается: сверхздоровье, психологическая суперсила или вечный двигатель. Достаточное количество людей одержимы идеей достичь этого. Неизбежно, включая позитивно настроенных любителей, они обманывают себя и других неспециалистов предполагаемыми открытиями. Мечта о вечном двигателе неиссякаема.
Перевод Владимир Максименко 2013
Тема:Навигация по статьям
Комментарии на “”
- Андрей
Есть люди, которые знают как сделать вечный двигатель?
Отвечая на вопрос вынесенный в заголовок статьи, я говорю твердое «Да» .
И один из них, недавно почивший, Ричард Фейнман, который утверждал,что в
вакууме заключенном в баллоне электрической лампочки содержится столько
энергии, что её хватит чтобы вскипятить все океаны. Разумеется, «энергия вакуума»
тут не причем.Всё гораздо проще.Речь идет о возможности перевода реактивной
энергии навходе в активную на резистивной нагрузке путем включения в цепь
звена чистого запаздывания(ЗЧЗ) обеспечивающего отставание тока от напряжения на
90 градусов.Такое устройство полностью имитирует идеальную индуктивность.
Таким образом схема ВД очень проста и может быть описана как цепочка U-ЗЧЗ-R
(обозначения стандартные).По всей видимости Нобелевский лауреат подразумевал
под ЗЧЗ два встречно -параллельно включенных вакуумных диода.
По оценке автора этого коммента из-за малой инерционной массы электрона частота
приложенного напряжения должна находится в районе 30 терагерц.
При использовании более инерционных носителей энергии электромагнитного
поля (например доменов магнетиков) , достижение требуемого сдвига фаз доступно
на звуковых частотах.
К вопросу о конспиралогии: что заставило Фейнмана так «шифроваться»?
Будет ли опубликован этот комментарий? - Андрей
Вечные двигатели 2го рода
(Электроводородные генераторы)
Источник энергии – окружающая среда. Формы энергии – тепловая энергия+любые виды
ионизирующих излучений. Рабочее тело подвергающееся преобразованию в цикле работы-вода.
Цикл: ВОДА- ВОДОРОД+КИСЛОРОД –ВОДА.
Здесь рассматриваеся полуцикл ВОДА- ВОДОРОД+КИСЛОРОДПринципы работы устройств основаны на утилизации энергии ионизации путем разделения
зарядов и последующей их нейтрализации на электродах. В результате имеем электрический
ток и газ. Отличается от электролиза воды, тем, что не подводится
и не расходуется электрическая энергия от внешнего источника.
Автору известно 2 принципа реализации таких устройств.
Это “Демон Максвелла” и статическое электрическое поле контактной разности
потенциалов.“Демоном Максвелла” служит гравитационное поле. Опыты показывают, что отрицательный электрический потенциал
приобретает электрод имеющий бОльший гравитационный потенциал.
Отсюда следует, что отрицательные ионы имеют меньшую массу, чем положительные. Механизм генерации заключается в том,что заряды
имея разную массу, но одинаковую кинетическую
энергию (в статистическом смысле) поднимаются на разную высоту в
гравитационном поле (см. также ЭВГ Студенникова)
Эти устройства являются монотермическими, и более того, антиэнтропийными,
поскольку при работе тепло перерабатывается в более упорядоченные формы носителей энергии (газ и электричество)Опытные данные: опыт№1
пластмассовый шланг диам.
10мм,длиной 2м заполненный 0.1% (по объёму) раствором серной кислоты, с графитовыми электродами
в торцах шланга, был вертикально подвешен на стене
квартиры. К электродам подключён вольтметр с внутренним сопротивлением 1мом.Наблюдения велись в течении года.
Результаты:через сутки установился режим генерации
напряжения 60-70 милливольт.(-) на верхнем электроде и(+) на нижнем. Колебания напряжения обусловлены
непостоянством температуры и радиационного фона.
опыт№2пластиковый поливочный шланг длиной 5м, D 15 мм, графитовые электроды D 10 мм
свесил с балкона. Температура 35.
Чистая вода из по крана 50мв (+) на верхнем электроде (-) на нижнем.
добавление пов.соли дало прибавку 5 мв
Чистая вода из по крана с практически нерастворимой борной кислотой
от 4 до 12 мв (-) на верхнем электроде (+) на нижнем.
А вот разгадка переполюсовки
справочник > химическая энциклопедия:
Гидроксоний-ион (гидроний-катион) Н?О? , гидратированная форма протона. существует в водных растворах кислот, входит в состав некоторых псевдогидратов.
В первых опытах, наверное из-за низкой температуры и короткого шланга генерации ЭДС в
чистой воде не наблюдалось. В этот раз под рукой не было серной кислоты. Но я думаю, что
и так все ясно.В отличии от электрогравитационных устройств, устройства работающие на
контактной разности потенциалов, не требуют подвода тепла для создания
разности потенциалов. Важно только наличие ионов в воде.
Одним из перспективных ионизаторов воды являются слабо радиактивные элементы, например пепел от сигарет
Неразрушающимся катодом (-) служит N-легированный кремний (подложка 2000а тиристора, анодом (+)графитовый стержень. Источником ионов-вода. При замыкании электродов микроамперметром (R=10ом)регистрируется ток 0.4ма. Вода разлагается.Нерастворимость катода обусловлена зонным механизмом электропроводности п/п.
Пояснения:в электропроводности N-п/п задействованы только электроны зоны проводимости.
Т.о. электроны связанные с кристаллической решёткой,не дают электролиту вырвать из решётки положительные ионы.Это справедливо,по крайней мере, для рассматриваемого здесь энергетического диапазона.
Контактная разность потенциалов создает в воде электростатическое поле,которое является причиной направленного движения ионов. В таком случае даже простейший ХИТ из алюминия, графита и воды является сверхъединичным генератором,если учесть дополнительную энергию генерируемую за счёт контактной разности потенциалов.
И хотя сверхъединичность, на фоне электрохимической реакции растворения катода будет составлять малую долю, но это факт.Выделяющийся водород и кислород можно использовать в топливном
элементе. - Парфирыч
Сам не верил в вечный двигатель. Частенько задумывался над инерциоидом и однажды на ременной передаче нарисовал грузики с равномерным шагом. Не поверил. Рассчитал и написал статью «О существовании инерциоида, вечного двигателя и асимметрии».
- Ухарь
Я например предложил новую концепцию ветреных двигателей. Все шарахаются от неё как чёрт от ладана. Это вечный двигатель, а этого не может быть! Всё что я слышу. А почему четыре(минимум) ветрогенератора не могут дать энергии на один электромотор?
- Михаил
Изготовил узел самовращателя, где 2 рычага 0.5кг + 0.5 кг = 1.0 кг, опускаясь на угол 60 градусов поднимают рычаг 1.6 кг 95 градусов с помощью зубчатых шестерней. Продолжаю исследование механизма дальше. Смотри информацию Яндекс САМОВРАЩАТЕЛЬ
- Сергей
Посмотрите тут:
http://si-is.ucoz.ru
Интересно тем, что присутствует обоснование конструкций в рамках общепризнанной теории взаимодействий, за исключением, собственно, закона сохранения энергии. - Валерий
Инерциоид и вечный двигатель, для чего это нужно
В начале 90-х годов на выставке технического творчества молодежи висел плакат с надписью «Гравитационный двигатель», я остановился, разглядывая рисунок. Подошел организатор выставки, поговорили с ним о вечном двигателе, после чего он попросил меня убедить автора снять плакат. «А не то будешь разрабатывать документацию» пошутил он и пошел за автором. Было понятно, ссылкой на закон сохранения энергии не отделаться, шла информация о строительстве метафизических лабораторий, крякушек для разгона облаков и других новациях. Карандаша не было, пришлось доказывать «на пальцах», автор понял и снял плакат.
А я подумал, интересная вещь получается: окружающий нас мир находится в вечном движении, а мы не допускаем мысли о моделировании вечного движения. Наверное, поэтому не теряют актуальности слова Гёте: «Теория мой друг суха, но вечно зелено древо жизни».
Расчет устройств, показанных на рисунках 1 и 2 статьи «О существовании инерциоида, вечного двигателя и асимметрии», выполнен через 0,1 шага установки грузиков. При расчете через 0,05 шага полученные показатели снижаются примерно в два раза. То есть, показав способ расчета простых схем, я предложил осуществить поиск более эффективных вариантов. Например: ленту на больших шкивах провести по хорде, что даст снижение количества грузиков.
Расчет ротора рисунок 3 выполнен с достаточной точностью, чтобы принять решение. Для изготовления ротора потребуется около 3000 пузырьковых колб высокой чувствительности. И если расчетным путем удастся увеличить выделение момента силы в десять раз, без колб не обойтись. О чувствительности природы можно судить по следующему факту: В раковинах установленных противоположно в нескольких метрах от экватора, воронки при сливе воды вращаются в разные стороны.
О возможности использования ротора для получения энергии: При вращении ротора, в точках 0 и 180 градусов вертикальная скорость отсутствует. В точках 90 и 270 градусов вертикальная скорость равна линейной скорости, то есть по вертикали будет иметься ускорение, которое наложится на ускорение силы тяжести в результате чего будет изменяться давление пузырька на колбу, кроме того при вращении будет возникать центробежная сила и пузырек будет смещаться. Все это не позволит ротору набирать обороты, и он будет очень медленно вращаться, точнее самонеуравновешиваться или обладать асимметрией.
Поэтому рассчитывать на практическое применение ротора как «вечного двигателя» не приходится, а признание существования самонеуравновешенности — вопрос любознательности и времени. Чего нельзя сказать об инерциоиде которому пока не найдено альтернативы.
Для признания существования инерциоида необходимо экспериментирование. Схемы устройств, описанные в заметке «О выделении центробежной силы для получения тяги» указанной статьи имеют расчетную тягу до 3-х процентов от суммарной центробежной силы на полуокружности, но сложны в изготовлении. Не менее сложными могут оказаться и конструкции более эффективных устройств, что ставит под вопрос изготовление устройства кустарным способом, а разработка документации, изготовление экспериментальных образцов и лабораторного оборудования любителям не под силу.
Инженер на пенсии Пронота В.П. - Владик-ShokoVladik
Научные стереотипы, принятые в науке в качестве её «нерушимых» научных постулатов, останавливали мышление многих учёных людей, и вообще людей, как прошлого, так и настоящего времени, являясь в нём, определённым мысленным лукавым тормозом, препятствующим лёгкому пониманию ими абсолютно простого, и являющимся определённым подспорьем, двигателем-движителем, для создания в уме многих из них, полнейшей высоко-сложной безобразной глупости!!!
- Zum
Вечного ничего нет, ЗАКОН жизни. Но посмотрим на ядерную реакцию затраты энергии чтобы она началась
горазда ниже чем получаем. Солнце вечный двигатель или нет. Вот с этой позиции предполагаю надо смотреть.
С позиции двигатель у которого кпд более единицы но не о вечности, это в природе не может быть теоритически. - Виталий
Ну, почему рассматривается ВД только применительно законов сохранения энергии и термодинамики, а закон Тяготения- гравитация, она же и есть энергия. Найдите в поисковиках ГУГЛ статьи на тему: «Вечный двигатель» Путева- М.Д.Г. или реферат на тему: «Гравитация, управляемая механизмами»
- Владёха
Всё же просто!!! Порядочные изобретатели, не конструируют вечные двигатели ради выдачи им патента, а конструируют его, ради пользы за счёт него, человеческому обществу, и экологии планеты Земля!!!
- Владёха
Сверхъединичная рекуперация энергии замкнутой системой — аккумулятор-двигатель-генератор: (((((((((А/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)/100%*В%+А)=…, где: А — энергия первоисточника (допустим она электроток аккумулятора), постоянно подающаяся для питания ею двигателя; 100% — это 100% от энергии, а делание на эти 100% в расчётах, это нахождение 1% энергии, как один раз, от самой первоначальной энергии первоисточника, так и постоянно, от значения цифры всякий новый раз рекуперируемой энергии системой — аккумулятор-двигатель-генератор; В% — это цифра в %, КПД одиночного цикла рекуперации энергии, системой — аккумулятор-двигатель-генератор, генерируемой её генератором. И если КПД — В%, равняется у этой системы — аккумулятор-двигатель-генератор 50%,то система вырабатывает её генератором 1 (100%) энергии, равную той 1(100%) , которой постоянно питается она от её аккумулятора. Но если же она, эта система — аккумулятор-двигатель-генератор, имеет её КПД — В%,равный больше 50%, то она вырабатывает больше 1 (100%) — той энергии которой постоянно питает её аккумулятор, вырабатывая её своим генератором! И при этом, эта система не нарушает можно даже так сказать, закон сохранения энергии,потому что входе рекуперации всякий раз, её энергии — А, она на себя эту рекуперируемую её же энергию и тратит,с целью совершения ею своей новой работы, многократно,а значит она не производит полезную её работу каждый раз большую, чем затрачивает на её производство своей же собственной энергии, хотя и способна этим, её нарастить в себе,во много раз больше той, всей энергии,которой в самом начале был заряжен её аккумулятор!
28.04.2017
Из теории электрических цепей известно явление резонанса токов.
При параллельном соединении ёмкости С и индуктивности L и при выполнении
условия (2πf)²=1/ С L-ток через подводящую напряжение цепь не идет.
Формально это описывается так: Ic=jU/Xc , IL=-jU/XL.
при равенстве Хс и XL. сумма токов в подводящей цепи равна 0
Ток IL отстаёт по фазе от тока Ic на угол π. Если индуктивность заменить
на активное сопротивление R= XL. с последовательно подключенным
звеном чистого запаздывания(ЗЧЗ) обеспечивающего отставание тока от
напряжения на угол π/2, то в работе резонансной схемы ничего
не измениться, за исключением
того, что на сопротивление R будет выделяться тепло Q=RI²
Это содержательное описание задачи, оно просто и
понятно.
Если в качестве ЗЧЗ использовать два встречно – параллельно
включенных вакуумных диода, то казалось бы идея легко
реализуется. С легкой руки Р. Фейнмана,
эта мысль циркулирует в интернете, под названием «энергия вакуума»
Часто цитируются слова Фейнмана о том, что в вакууме заключенном в баллоне
эл.лампочки содержится столько энергии, что ею можно вскипятить
все океаны,. По имеющимся оценкам, для реализации
нужного сдвига фаз требуется частота в районе 3 терагерц (3*10¹5 гц), в виду
малой инерционной массы электрона. Для более массивных носителей заряда (ионов ртути) 2*10¹² гц, что практически приведет к излучению энергии через стенки сосуда, которая не
дойдет до потребителя
Далее рассматривается один из возможных вариантов
реализации ЗЧЗ основанного на инерционности поворота магнитных
доменов, где нужный сдвиг фаз может быть достигнут даже на звуковых частотах.
Суть заключается в том, что вторичная обмотка охватывает
два сердечника. Первый сердечник обычный трансформатор в
котором магнитный поток остается постоянным при постоянном
входном напряжении u₁= jω Ф ₁ w₁
во втором сердечнике нет размагничивающей обмотки
и поэтому Ф₂ зависит только от тока нагрузки. С увеличением тока нагрузки, амплитуда
Ф₂ увеличивается «При некотором увеличении амплитуды перемагничивающего поля появляется сдвиг по фазе φ между перио¬дическими функциями H=Hm sinωt и В=В т sin(ωt- φ).»
Цитата из книги Мишина Д.Д. Магнитные материалы.М. 1981г стр 29.
На этом эффекте работает подавляющее большинство
резонансных бестопливных генераторов отличающихся друг от друга только
конструкцией ЗЧЗ. Это упоминавшаяся уже «энергия вакуума», трубка Шоулдерса,
генератор Капанадзе и т.д.
Для количественной оценки ожидаемых эффектов необходимо формализовать
приведенные выше качественные соображения.
к изложению которых и переходим.Двухконтурный трансформатор
(ЗЧЗ)
РАСЧЕТНАЯ СХЕМАi₁
ф₂
w₁математическая модель учитывающая запаздывание на
перемагничиваниемагнитный поток Ф₁ создаётся двумя намагничивающими силами w₁ i₁ и w₂i₂
Ф₁=ff₁(w₁ i₁- w₂i₂) Ф₁=L₁ i₁/ w₁-Mi₂/ w₂
M коэффициент взаимоиндукции
магнитный поток Ф₂ создаётся одной намагничивающей силой
Ф₂= ff₂ w₂i₂ Ф₂= L₂ i₂/w₂
где ff –формфактор сердечника
ff=µS/P –здесь µ абсолютная магнитная проницаемость материала сердечника,
S площадь поперечного сечения, P периметр
замечу, что индуктивность L=ffw²
Ф=iL/w i –ток в обмотке, w – количество витков обмотки
ЭДС самоиндукции U= jωLi , j=√-1 , ω=2∏f где f частота в гц, ∏=3,14
В выбранном здесь частотном описании модели на основе преобразования
Фурье, звено чистого запаздывания вводится как множитель e-j ωT
T время запаздывания или ωT=φ угол запаздывания
Ф₂e-jωT= ff₂ w₂i₂ или Ф₂= L₂ i₂ еjωT/w₂Магнитный поток во вторичной обмотке
Сумма магнитных потоков Ф₀= Ф₂ + Ф₁= L₂ i₂ еjωT/w₂ + L₁ i₁/ w₁-Mi₂/ w₂
Ф₀=L₂ i₂ еjωT/w₂ + L₁ i₁/ w₁-Mi₂/ w₂
генерирует напряжение U₂=jωw₂ Ф₀
U₂= jωw₂ (L₂ i₂ еjωT/w₂ + L₁ i₁/ w₁-Mi₂/ w₂)Или
U₂= jω L₂ i₂ еjωT + jω L₂ i₁ — jω Mi₂Магнитный поток в первичной обмотке
Ф₁=L₁ i₁/ w₁ — M i₂/w₂
U₁= jωL₁ i₁ — jω L₁ i₂
Т.к. M w₁/w₂ = L₁имеем 3 уравнения
U₁= jωL₁ i₁ — jω L₁ i₂ 1.
jω L₁ i₁ w₂/ w₁= jω L₂ i₁
U₂= jω L₂ i₂ еjωT + jω L₂ i₁ — jω Mi₂ 2.
i₂z = U₂ 3.
с 3 неизвестыми i₁, i₂ и U₂
где z =jx+r комплексная нагрузка
совместно решаем 3 и 2
i₂z = jω L₂ i₂ еjωT + jω L₂ i₁ — jω Mi₂i₂ = jω L₂ i₁ /(z + jω M- jω L₂ еjωT)
или
подставим i₂ в 1.
U₁= jωL₁ i₁ — jω L₁(jω L₂ i₁) /(z + jω M- jω L₂ еjωT)
U₁= jωL₁ i₁ + L₁ ω² L₂ i₁) /(z + jω M- jω L₂ еjωT)U₁= jωL₁ i₁ +(M² ω² i₁) /(r+jx + jω M- jω L₂ еjωT)
чтобы U₁ и i₁ были ортогональны необходимо
чтобы выражение
не содержало действительной части
ej φ =cos φ +jsin φ
(M² ω² i₁) /(r+jx + jω M- jω L₂ еj φ)
(M² ω² i₁) /(r+jx + jω M- jω L₂ (cos φ +jsin φ))
т.е. r=- ω L₂sin φ
т.к. функция sin φ нечетная, то r= ω L₂sin(- φ)
это и есть условие ортогональностиреактивная составляющая
Золотой мечтой человечества во все века было создать такое устройство, которое производило бы работу, ничего при этом не потребляя и не расходуя собственных ресурсов, - вечный двигатель (перпетуум мобиле на латыни).
Первые описания подобного устройства встречаются в древних арабских и индийских рукописях.
Возникает вопрос: перпетуум мобиле - что это такое?
Двигатель Бхаскары
Индийский астроном и математик Бхаскара, живший в XII веке и написавший ряд дошедших до нас работ по астрономии и математике, предложил один из первых вариантов перпетуум мобиле. Описание вечного двигателя дошло до нас в одном из его стихотворений. Вечный перпетуум мобиле представлял собой колесо, к диагональным спицам которого были прикреплены сосуды со ртутью. При вращении колеса ртуть перетекает в сосудах, изменяется центр тяжести, и колесо должно вращаться само по себе непрерывно.
Перпетуум мобиле - что это такое? Цель, к которой надо стремиться, или нечто невозможное?
Изобретатели вечного двигателя
Счет изобретателям вечного двигателя идет на тысячи. Попытки создать его предпринимали и великие люди. Среди эскизов Леонардо да Винчи был обнаружен эскиз перпетуум мобиле. Никола Тесла и Майкл Фарадей тоже пытались создать такое устройство.
В XVIII веке алхимик и инженер Иохан Бесслер, известный также как Орфиреус, создал "действующую" модель вечного двигателя. Устройство представляло собой деревянное колесо, обтянутое тканью, с осью в центре, которое вращалось в запертой пустой комнате 14 дней. "Самодвижущиеся колесо" произвело сенсацию в обществе. Им заинтересовался даже Петр Первый, когда молва дошла до России. Орфиреус категорически отказался раскрыть секрет своего изобретения. Служанка Бесслера, поссорившись со своим хозяином, рассказала, что колесо двигали она и брат алхимика, дергая за шнурок из соседней комнаты.
В зависимости от развития науки изобретатели пытались создать двигатели с использованием магнитов, электрических батареек, водяных струй.
Аббат Джузеппе Дзамбони создал "вечный электромотор" на основе сухой батарейки без использования кислоты. Маятник на батареях Дзамбони работал несколько десятилетий, уже после смерти изобретателя.
В 1775 г. французская академия наук объявила, что не будет рассматривать более проблемы вечного двигателя и квадратуры круга.
Варианты вечных двигателей
Перечень конструкций вечных двигателей можно долго продолжать. С развитием радиотехники и электроники изобретатели пытались использовать для этого элементы электрических и радиосхем.
Среди интересных вариантов:
- Водяной винт Роберта Флада. Водяное колесо, продолжающее молоть зерно под действием рециркулирующей воды.
- Вечные часы Кокса, которые, по его словам, были созданы на основе механических и философских принципов.
- Батарейка Карпена, которая была создана в 50-х годах прошлого века и до сих пор выдает напряжение.
- Электрическая машина Ньюмана, которая, по его заявлению, выдает больше энергии, чем было затрачено.
- НЛО-двигатель Отиса Карра, который использует неизвестную науке гравитационную энергию.
Вечные двигатели первого рода
С развитием теоретической термодинамики было сформулированы три ее основных начала. В соответствии с началами термодинамики и определятся род перпетуум мобиле. Первое начало термодинамики описывает закон сохранения энергии.
И вечные двигатели, способные работать и производить энергию, ничего не потребляя, называются двигателями первого рода. Закон сохранения энергии является фундаментальным. Природа запрещает существование вечных двигателей первого рода.
Вечные двигатели второго рода
Второе начало термодинамики - это принцип, описывающий направление передачи тепла между телами. Он описывается постулатами Клаузиуса и Томсона, которые запрещают передачу тепла от менее нагретого тела к более нагретому.
Вечными двигателями второго рода называют двигатели, которые используют для работы внутреннюю теплоту (энергию) замкнутой системы. Вечные двигатели второго рода - устройства достаточно хитроумные. В них не сразу можно рассмотреть нарушение физических законов. Подчас они носят очень наукообразные названия. Например, параметрическая электромашина, преобразователь тепла в электричество, мотор-альтернатор, система, создающая мощность из энергии электростатического поля, и т. п. Суть от этого не меняется.
Для иллюстрации второго начала термодинамики и для объяснения что это такое - перпетуум мобиле, Джеймс Максвелл придумал некое фантастическое существо, которое находится в замкнутом объеме и, как мячики для пинг-понга, бросает молекулы с большой температурой в одну сторону сосуда, а с маленькой температурой - в другую. В результате одна часть сосуда нагревается, а другая охлаждается без использования дополнительной энергии. Если пренебречь энергией, которую должен получать демон Максвелла, перед нами практически вечный двигатель. Остается придумать такого демона, который бы согласился работать, ничего не потребляя. Образ демона Максвелла встречается и в литературе. В романе братьев Стругацких "Понедельник начинается в субботу" демоны Максвелла открывают и закрывают двери НИИЧАВО. Кен Кизи использовал этот образ для демонстрации взаимоотношений добра и зла в человеческом обществе. Демон Максвелла "первого рода" есть и у Станислава Лема.
Устройства, которые работают вечно, продолжают изобретать до сих пор. И некоторым удается даже получить патент. Правда, патентные бюро избегают наименования "вечный двигатель", но суть от этого не меняется. Так, в 2005 г. американец Борис Вольфсон запатентовал некое устройство на основе антигравитации, которое, ничего не потребляя, создавало бы силу тяжести на борту космических кораблей, а в 1995 г. американский патент получил наш соотечественник Александр Фролов за "устройства для создания полезной работы без применения внешних источников".
Название "перпетуум мобиле" относится не только к физике и неким конструкциям. Его можно встретить и в музыке. Так называются быстрые музыкальные пьесы, которые как бы не кончаются. Пьеса с таким названием есть и у Шопена.
При исследованиях определенных квантовых процессов иногда кажется, что закон сохранения энергии нарушается. Потом физики дают этому объяснение, но какое-то время кажется, что чудо возможно. Перпетуум мобиле - что это такое, как ни чудо!
И такое чудо существует. Это вечное стремление человека двигаться к новым горизонтам, исследовать космос, подниматься на Эверест и спускаться в Марианскую впадину.
