MOU Gümnaasium nr 7

Uurimistöö füüsikas

Kas on võimalik luua igiliikurit?

Lõpetanud: 10. klassi õpilane "A"

Mardikas Daria

Pea: Dobrodumova Nadežda Petrovna

füüsika õpetaja

Asjakohasus

Nüüd on inimelu täis erinevaid tehnoloogiaid, mis muudavad meie elu lihtsamaks. Masinate abil harib inimene maad, ammutab naftat, maaki ja muid maavarasid, liigub jne. Masinate peamine omadus on nende töövõime. Igiliikur on selline väljamõeldud mehhanism, mis ennast pidevalt liigutab ja lisaks teeb veel mõnda kasulikku tööd (näiteks tõstab koormat). Seetõttu on inimkond sajandeid püüdnud luua igiliikurit. Kuid kahjuks, kuna leiutajad esitasid suure hulga taotlusi nende leiutatud mittetöötavatele igiliikuritele patentide väljastamiseks, otsustasid mitmed välisriikide riiklikud patendiametid ja teaduste akadeemiad taotlusi mitte vastu võtta. absoluutne kaalumise mootor, kuna see on vastuolus energia jäävusseadusega.

Sihtmärk

Uurida igiliikuri loomise võimalust, kasutades näiteid igiliikuri mittetöötavatest mudelitest.

Ülesanded

1) Uurige valitud teemal kirjandust

2) Uurida tuntumaid igiliikuri mudeleid, selgitada välja nende hapruse põhjused

3) Tee valitud materjali põhjal järeldus.

Sissejuhatus ehk igiliikuri loomise tähendus

Mis on igiliikur?

Igiliikuri mudelite tüübid, tehnikad ja nende kombinatsioonid, mille alusel igiliikuri konstrueeritakse

17 kuulsaimat igiliikurit ja miks need ei tööta

Loodusseadused, välistades võimaluse luua perpetuum mobile

Katsed luua igiliikur viivad sageli viljakate avastusteni

Perpetuum mobile on eksistents, mida teadlased ei eita

Järeldus ehk minu suhtumine püstitatud eesmärki

Bibliograafia

Sissejuhatus ehk igiliikuri loomise tähendus

Kaasaegse inimese elu on võimatu ilma mitmesuguste masinate kasutamiseta, mis muudavad elu lihtsamaks. Masinate abil harib inimene maad, ammutab naftat, maaki ja muid maavarasid, liigub jne. Masinate peamine omadus on nende töövõime.

Siin kirjutas tähelepanuväärne prantsuse insener Sadi Carnot igiliikuri olulisusest inimkonnale: see on võimeline arendama piiramatul hulgal liikumapanevat jõudu, mis suudab järjestikku kõik looduskehad puhkeseisundist välja tuua, kui need oleksid see, rikkudes nendes esineva inertsi põhimõtet, on lõpuks võimeline tõmbama endalt kogu universumi liikuma panemiseks vajalikke jõude, toetama ja pidevalt kiirendama selle liikumist. Selline oleks tõepoolest edasiviiva jõu loomine. Kui see oleks võimalik, siis oleks mõttetu otsida liikumapanevat jõudu vee- ja õhuvoogudest, põlevast materjalist, meil oleks lõputu allikas, millest saaksime lõputult ammutada.

XII-XIII sajandil algasid ristisõjad ja Euroopa ühiskond pani liikuma. Veesõiduk hakkas kiiremini arenema ja mehhanisme liikuma panevaid masinaid täiustati. Need olid peamiselt vesirattad ja loomade (hobused, muulad, ringis kõndivad pullid) juhitavad rattad. Nii tekkiski idee tulla välja tõhusa masinaga, mis töötaks odavamal energial. Kui energiat võetakse eimillestki, siis see ei maksa midagi ja see on odavuse äärmuslik erijuhtum – asjata.

Igiliikuri idee muutus veelgi populaarsemaks 16.-17. sajandil, masinatootmisele ülemineku ajastul. Teadaolevate igiliikuriprojektide arv on ületanud tuhande piiri. Igiliikuri loomisest ei unistanud mitte ainult halvasti haritud käsitöölised, vaid ka mõned oma aja silmapaistvad teadlased, sest sellest ajast peale ei kehtinud sellise seadme loomisel põhimõttelist teaduslikku keeldu.

Juba 15.-17. sajandil sõnastasid ettenägelikud loodusteadlased nagu Leonardo da Vinci, Girolamo Cardano, Simon Stevin, Galileo Galilei põhimõtte: "Igiliikurit on võimatu luua." Simon Stevin oli esimene, kes selle põhimõtte alusel tuletas kaldtasandil jõudude tasakaalu seaduse, mis viis ta lõpuks kolmnurga järgi jõudude liitmise seaduse avastamiseni. reegel (vektorite liitmine).

18. sajandi keskpaigaks, pärast sajandeid kestnud katseid luua igiliikur, hakkas enamik teadlasi uskuma, et seda pole võimalik teha. See oli lihtsalt eksperimentaalne fakt.

Alates 1775. aastast keeldus Prantsuse Teaduste Akadeemia igiliikuri projekte kaalumast, kuigi isegi sel ajal polnud prantsuse akadeemikutel kindlat teaduslikku alust, et põhimõtteliselt eitada võimalust ammutada energiat tühjast küljest.

Võimatus mittemillestki lisatööd saada sai kindlalt põhjendatud vaid "energia jäävuse seaduse" kui universaalse ja ühe põhilisema loodusseaduse loomise ja heakskiitmisega.

Esiteks sõnastas Gottfried Leibniz 1686. aastal mehaanilise energia jäävuse seaduse. Ja energia jäävuse seaduse kui universaalse loodusseaduse sõnastasid iseseisvalt Julius Mayer (1845), James Joule (1843–50) ja Hermann Helmholtz (1847).

Mis on igiliikur?

Igiliikur (ladina keeles perpetuum mobile) on väljamõeldud, kuid teostamatu mootor, mis pärast käivitamist töötab määramata kaua. Iga masin, mis töötab ilma väljastpoolt tuleva energia sissevooluta, kasutab teatud aja möödudes oma energiavaru täielikult ära, et vastupanujõud ületada ja peab seisma jääma, sest töö jätkamine tähendaks energia saamist mitte millestki.

Paljud leiutajad püüdsid ehitada masinat – igiliikurit, mis on võimeline tegema kasulikku tööd ilma masina sees muudatusteta. Kõik need katsed lõppesid ebaõnnestumisega. Perpetuum mobile on maagiline idee reprodutseerida see igiliikur tehisstruktuuris ja panna see töötama nagu džinn pudelist. Pole üllatav, et igiliikuri idee on tänapäevalgi maagiline. Igiliikuri projektid tunduvad tavainimesele sisemiselt ilmsed, eriti kui ta ise need välja mõtles.

Igiliikuri mudelite tüübid, tehnikad ja nende kombinatsioonid, mille alusel igiliikuri konstrueeritakse.

Esimest tüüpi perpetuum mobile- kujuteldav, pidevalt töötav masin, mis käivitatuna teeks tööd ilma väljast energiat saamata. Esimest tüüpi igiliikur on vastuolus energia jäävuse ja muundamise seadusega ning on seetõttu teostamatu.

Teist tüüpi perpetuum mobile kujuteldav soojusmasin, mis ringprotsessi (tsükli) tulemusena muudab täielikult tööks mistahes ühest “ammendamatust” allikast (ookean, atmosfäär jne) saadud soojuse. 2. tüüpi igiliikuri tegevus ei ole vastuolus energia jäävuse ja muundamise seadusega, kuid rikub termodünaamika teist seadust ja seetõttu pole selline mootor teostatav. Võib välja arvutada, et ookeanide jahtumisel vaid ühe kraadi võrra on võimalik saada energiat, millest piisab inimkonna kõigi vajaduste rahuldamiseks praegusel tarbimistasemel 14 000 aastaks.

"Kolmanda tüüpi" püsiliikur. Teaduslikku terminit "kolmanda tüüpi perpetuum mobile" ei eksisteeri (see on nali), kuid siiski leidub leiutajaid, kes tahavad "millestki" energiat ammutada. Või peaaegu mitte midagi. Nüüd nimetatakse "mitte midagi" "füüsiliseks vaakumiks" ja nad tahavad "füüsilisest vaakumist" ammutada piiramatul hulgal energiat. Nende kujundused on sama lihtsad ja naiivsed kui nende eelkäijatel, kes elasid sajandeid tagasi. Uued igiliikurid kandsid nime "Vakuumelektrijaamad"; leiutajad teatavad selliste mootorite fantastilisest efektiivsusest - 400%, 3000%! Kahjuks luuakse neid praegu lugupeetud projekteerimisbüroodes, mis viitab kaasaegsete inseneride ebapiisavale väljaõppele füüsika vallas. Arutelu selle üle, miks see juhtub, ei kuulu meie plakati raamidesse. Kuid need insenerid eksivad vähemalt ausalt. Kahjuks on veel üks igiliikurite loojate kategooria. Need on petturid, kavalad ja petturid. Siin on vaid kaks näidet.

1. Leonardo da Vinci polnud mitte ainult suurepärane kunstnik, vaid ka insener, puhkuse-, meelelahutusatraktsioonide korraldaja. Samuti proovis ta mitu aastat kõvasti igiliikurit luua ja jõudis järeldusele, et see on võimatu. Siin on tema 15. sajandi lõpul öeldud sõnad, mis on igiliikuri probleemi mõistmiseks väga olulised: „Igiliikuri allika – igavese ratta kujunduse otsinguid võib nimetada üheks kõige olulisemaks. inimese mõttetud luulud. Sajandeid kulutasid kõik, kes tegelesid hüdraulika, sõjamasinate ja muu sellisega, palju aega ja raha igiliikuri otsimisele. Kuid kõigiga juhtus sama, mis kullaotsijatega (alkeemikutega): alati oli mingi pisiasi, mis segas edu saavutamist. Minu väike töö tuleb neile kasuks: nad ei pea enam põgenema kuningate ja valitsejate eest ilma oma lubadusi täitmata. Hoolimata sellisest selgest arusaamast igiliikuri loomise võimatusest, leidub Leonardo märkmikutes ridu, mis ütlevad, et ta oli valmis avalikkusele esitlema igiliikuri väidetavalt "töötavat mudelit". Kommentaaris kujuteldava igiliikuri joonise kohta kirjutas Leonardo: "Hoidke mudel suure saladuskatte all ja avaldage selle demonstratsiooni laialdaselt." See igiliikur põhines Archimedese seadusel ja teades, et mootor ei tööta, kavatses Leonardo korraldada märkamatu "elava vee" voolu (st panna mootor liikuma märkamatult organiseeritud välise vooluga. vesi). Ajaloolased spekuleerivad, miks Leonardo da Vinci kasutas pettust, kuid fakt jääb faktiks. Isegi suured loodusteadlased on sageli ajendatud mitteteaduslikest motiividest. Mida öelda tavaliste inseneride kohta, kes ennastsalgavalt oma oletusi uskudes on sattunud ohtlikku mängu võimudega, püüdes neilt raha saada, et arendada oma, antud juhul ebareaalseid seadmeid. Sageli peavad nad "põgenema kuningate ja valitsejate eest, jätmata oma lubadust".

2. Siin on lugu Peeter Suurest, kes oleks peaaegu ostnud suure raha eest väidetavalt igiliikuri. Peeter I oli väljapaistev tööstusliku tootmise ja laevaehituse organiseerija. Ta süvenes enamiku projektide tehnilistesse üksikasjadesse ja loomulikult tundis ta muret ka igiliikuri probleemi pärast. Aastatel 1715-22 nägi Peter palju vaeva, et osta dr Orphyreuse igiliikur. Orphyreuse "iseliikuv ratas" oli ilmselt kõigi aegade edukaim igiliikuri pettus. Leiutaja oli nõus oma autot müüma vaid 100 000 efimki (taalri) eest, mis oli siis tohutu summa. 1725. aasta alguses tahtis tsaar Saksamaal igiliikurit isiklikult üle vaadata, kuid peagi Peeter suri. Siin on tüüpiline eduka inseneri tee, kellest on saanud, olude jõusse tahaks uskuda, kelm. Orphyreus sündis Saksamaal 1680. aastal, õppis teoloogiat, meditsiini, maalikunsti ja lõpuks asus leiutama "igavese" mobiili. Kuni oma surmani 1745. aastal elas ta korralikust sissetulekust, mille ta sai esmalt laatadel oma autot näidates ja seejärel võimsate patroonide, nagu Poola kuningas ja Hessen-Kasseli maakrahv, juures. Hessen-Kasseli maakrahv korraldas Orphyreuse igiliikurile tõsiseid katseid. Mootor pandi toas kinni ja käivitati ning seejärel pandi ruum lukku, pitseeriti ja valvati. Kaks nädalat hiljem avati ruum ja ratas pöörles ikka veel "halbamatu kiirusega." Siis korraldas maagraav uue katse. Masin käivitati uuesti ja nüüd ei sisenenud keegi tuppa nelikümmend päeva. Pärast ruumi avamist jätkas masin tööd. Petturileiutaja sai Landgrave’ist paberi, kus seisab, et “perpetuum mobile” teeb 50 pööret minutis, on võimeline tõstma 16 kg 1,5 m kõrgusele ning oskab juhtida ka lõõtsa ja veski. Seetõttu hakkas Peeter Suur huvi tundma imelise masina vastu. Kuid mitte kõik ei uskunud Orphyreust. Kõigile, kes ta petmiselt tabasid, pakuti väga suurt 1000 marga suurust boonust. Kuid nagu sageli juhtub, langes Orphyreus koduse tüli ohvriks. Ta läks tülli oma naise ja tolle neiuga, kes teadsid "igavese liikumismasina" saladust. Selgub, et “igiliikuri” panid tõepoolest liikuma inimesed, kes tõmbasid märkamatult peenikest nööri. Need inimesed olid leiutaja vend ja tema neiu. Orphyreus oli tõepoolest väga hea leiutaja ja riskantne inimene, kui ta suutis neid inimesi mitmeks nädalaks Hessen-Kasseli landgrave kinnisesse ruumi peita. Lõppude lõpuks pidid nad mitte ainult midagi sööma, vaid ka lihtsalt tualetti minema. On iseloomulik, et Orphyreus väitis kangekaelselt, et tema naine ja teenijad teatasid temast pahatahtlikult: "kogu maailm on täis kurje inimesi, keda on väga võimatu uskuda." Peeter Suure saadik, raamatukoguhoidja ja teadlane Schumacher, kes valmistas ette tehingut Orphyreusega, kirjutas Peterile, et Prantsuse ja Inglise teadlased "austavad kõiki neid korduvaid mobiiltelefone ja ütlevad, et need on matemaatiliste põhimõtete vastu". See viitab sellele, et juba sada kolmkümmend aastat enne energia jäävuse seaduse sõnastamist oli enamik teadlasi veendunud, et igiliikurit on võimatu luua.

Püsiliikurid on tavaliselt projekteeritud järgmiste tehnikate või nende kombinatsioonide abil:

üks). vee tõstmine Archimedese kruviga;

2). vee tõus kapillaaride abil;

3). tasakaalustamata raskustega ratta kasutamine;

4). looduslikud magnetid;

viis). elektromagnetism;

6). aur või suruõhk.

17 kuulsaimat igiliikurit ja miks need ei tööta

Projekt 1. Veerevate kuulidega ratas

Leiutaja idee: Ratas, milles veerevad rasked pallid. Ratta mis tahes asendis on ratta paremal küljel olevad raskused keskelt kaugemal kui vasakul poolel olevad raskused. Seetõttu peab parem pool alati tõmbama vasakut poolt ja panema ratta pöörlema. Seega peab ratas igavesti pöörlema.

Kuigi parempoolsed raskused on alati keskelt kaugemal kui vasakpoolsed raskused, on nende raskuste arv täpselt nii palju väiksem, et raskuste summa korrutatakse suunaga risti olevate raadiuste projektsiooniga. raskusjõu mõju paremal ja vasakul on võrdsed (FiLi = FjLj) .

Projekt 2. Pallikehel kolmnurksel prismal

Leiutaja idee: 14 identsest kuulist koosnev kett visatakse läbi kolmetahulise prisma. Vasakul on neli palli, paremal kaks. Ülejäänud kaheksa palli tasakaalustavad üksteist. Järelikult hakkab kett pidevasse liikumisesse vastupäeva.

Miks mootor ei tööta: Koormusi paneb liikuma ainult kaldpinnaga paralleelne gravitatsioonikomponent. Pikemal pinnal on raskusi rohkem, kuid pinna kaldenurk on proportsionaalselt väiksem. Seetõttu on parempoolsete koormuste raskusjõud, korrutatuna nurga siinusega, võrdne vasakpoolsete koormuste raskusjõuga, mis on korrutatud teise nurga siinusega.

Projekt 3. "Bird Hottabych"

Leiutaja idee:Õhuke klaaskoonus, mille keskel on horisontaaltelg, joodetakse väikesesse anumasse. Koonuse vaba ots puudutab peaaegu selle põhja. Mänguasja alumisse ossa valatakse veidi eetrit ja ülemine, tühi, liimitakse väljast õhukese vatikihiga. Klaas vett asetatakse mänguasja ette ja kallutatakse, sundides seda "jooma". Lind hakkab kaks-kolm korda minutis kummardama ja pead klaasi sisse kastma. Aeg-ajalt, pidevalt, päeval ja öösel, kummardab lind, kuni klaas saab tühjaks.

Linnu pea ja nokk on kaetud vatiga. Kui lind “joob vett”, siis vatt küllastub veega. Kui vesi aurustub, langeb linnupea temperatuur. Eeter valatakse linnu keha alumisse ossa, mille kohal on eetri aurud (õhk pumbatakse välja). Linnu pea jahtudes väheneb aururõhk ülemises osas. Kuid rõhk põhjas jääb samaks. Eetri aurude liigrõhk alumises osas tõstab vedela eetri torust üles, linnu pea muutub raskemaks ja kaldub klaasi poole.

Niipea kui vedel eeter jõuab toru otsa, langevad alumisest osast soojad eetriaurud ülemisse ossa, aururõhk ühtlustub ja vedel eeter voolab alla ning lind tõstab jälle noka üles. vee püüdmine klaasist. Vee aurustumine algab uuesti, pea jahtub ja kõik kordub. Kui vesi ei aurustuks, siis lind ei liiguks. Ümbritsevast ruumist aurustumiseks kulub energiat (kontsentreeritud vees ja välisõhus).

"Päris" igiliikur peab töötama ilma välist energiat kulutamata. Seetõttu pole Hottabychi lind tegelikult igiliikur.

Projekt 4. Ujukett

Leiutaja idee: Kõrge torn on vett täis. Torni üla- ja alaossa paigaldatud rihmarataste kaudu visatakse 14 õõnsa kuupkastiga köis, mille külg on 1 meeter. Vees olevad kastid peaksid ülespoole suunatud Archimedese jõu toimel järjestikku hõljuma vedeliku pinnale, lohistades kogu ketti endaga kaasa ja vasakpoolsed kastid laskuvad gravitatsiooni mõjul alla. Seega langevad kastid vaheldumisi õhust vedelikuks ja vastupidi.

Miks mootor ei tööta: Vedelikku sisenevad kastid puutuvad kokku väga tugeva vedeliku vastuseisuga ja töö nende vedelikku surumiseks ei ole väiksem kui Archimedese jõu poolt kastide pinnale ujumisel tehtav töö.

Projekt 5. Archimedese kruvi ja vesiratas

Leiutaja idee: Pöörlev Archimedese kruvi tõstab vee ülemisse paaki, kust see vesiratta labadele langeva joana aluselt välja voolab. Vesiratas pöörleb lihvkivi ja samal ajal liigutab hammasrataste jada abil sedasama Archimedese kruvi, mis tõstab vee ülemisse paaki. Kruvi keerab ratast ja ratas keerab kruvi! Seda projekti, mille leiutas 1575. aastal Itaalia mehaanik Strada vanem, korrati seejärel paljudes variatsioonides.

Miks mootor ei tööta: Enamik igiliikuri kujundusi võiks tegelikult töötada, kui poleks hõõrdumist. Kui tegu on mootoriga, peavad seal olema liikuvad osad, mis tähendab, et mootori enda pöörlemisest ei piisa: hõõrdejõu ületamiseks on vaja tekitada ka üleliigset energiat, mida ei saa kuidagi eemaldada.

Projekt 6. Põhineb gaasimolekulide Browni liikumisel.

Leiutaja idee: Põrkratas on paigaldatud võllile ja selle vastu surutakse vedru abil väike riiv (koer). Võlli teise otsa on paigaldatud neli tera, mis on gaasiga anumas. On arusaadav, et seade on nanotehnoloogia valdkonnast väga väike, molekulaarse skaalaga. Gaasi molekulid pommitavad lõiketerasid pidevalt ja kaootiliselt, põhjustades võlli ühes või teises suunas tõmblemist. Kuid põrk saab pöörata ainult ühes suunas, kuna koer ei lase tal pöörata teises suunas. Selgub, et ratas hakkab gaasimolekulide Browni liikumise tõttu pidevalt pöörlema. See igiliikur ei riku energia jäävuse seadust. See kasutab lihtsalt molekulide soojusliikumise energiat.

Miks mootor ei tööta: rikub termodünaamika teist seadust.

Projekt 7. Magnet ja künad

Leiutaja idee: Statiivile asetatakse tugev magnet. Selle vastu toetuvad kaks kaldega küna, üks teise all ja ülemise küna ülaosas on väike auk ja alumine on otsast kumer. Kui leiutaja arutles, et ülemisele künale asetatakse väike raudkuul B, veereb pall magneti A külgetõmbe tõttu ülespoole; aga kui see on jõudnud auku, kukub see alumisse renni N, veereb sellest alla, jookseb selle renni D üles ja kukub ülemisele rennile M; siit, magneti poolt meelitatuna, veereb see uuesti üles, kukub uuesti august läbi, veereb uuesti alla ja leiab end uuesti ülemisest rennist, et uuesti algusest liikuma hakata. Seega jookseb pall pidevalt edasi-tagasi, sooritades "igiliikumist". Selle magnetilise perpetuum mobile disaini kirjeldas 17. sajandil Inglise piiskop John Wilkens.

Miks mootor ei tööta: Leiutaja arvas, et rennist N alla veerenud kuulil on selle alumisse otsa veel piisavalt kiirust, et see ümardavast D üles tõsta. See juhtuks siis, kui pall veereks ainult raskusjõu mõjul: siis see veereks kiirendusega. Kuid meie pall on kahe jõu mõju all: gravitatsioon ja magnetiline külgetõmme. Viimane on eeldusel niivõrd märkimisväärne, et võib panna palli tõusma asendist B asendisse C. Seetõttu veereb pall mööda renni N alla mitte kiirendatult, vaid aeglaselt ja isegi kui see jõuab alumisse otsa, siis , igal juhul ei kogune see ümardatud D tõstmiseks vajalikku kiirust.

Projekt 8. "Igavene veevarustus"

Leiutaja idee: Suures paagis oleva vee rõhk peab pidevalt suruma vett läbi toru ülemisse paaki.

Projekt 9. Kella automaatne kerimine

Leiutaja idee: Seadme aluseks on suuremõõtmeline elavhõbedabaromeeter: raamis riputatud elavhõbedakauss ja selle kohal suur elavhõbedaga kolb tagurpidi. Anumad on üksteise suhtes liikuvalt fikseeritud; kui atmosfäärirõhk tõuseb, langeb kolb alla ja kauss tõuseb, rõhu langusel aga vastupidi. Mõlemad liigutused panevad väikese hammasratta pöörlema ​​alati ühes suunas ja tõstavad kella raskusi läbi hammasrataste süsteemi.

Miks see pole igiliikur: Kella tööks vajalik energia “ ammutatakse” keskkonnast. Tegelikult ei erine see tuuleturbiinist palju – välja arvatud see, et see on äärmiselt väikese võimsusega.

Projekt 10 Nafta tõuseb tahtest

Leiutaja idee: Alumisse anumasse valatud vedelik tõuseb tahtide abil ülemisse anumasse, millel on renn vedeliku ärajuhtimiseks. Läbi äravoolu langeb vedelik ratta labadele, põhjustades selle pöörlemise. Edasi tõuseb taas alla voolanud õli läbi tahtde ülemisse anumasse. Seega ei katke rennist alla rattale voolav õlijuga sekundikski ning ratas peab olema kogu aeg liikumises.

Miks mootor ei tööta: Tahi ülemisest painutatud osast vedelik alla ei voola. Kapillaaride külgetõmme, ületades gravitatsiooni, tõstis vedeliku tahti mööda üles – kuid seesama põhjus hoiab vedelikku märja tahi poorides, takistades selle sealt tilkumist.

Projekt 11. Lamamisraskustega ratas

Leiutaja idee: Idee aluseks on tasakaalustamata raskustega ratta kasutamine. Ratta äärtele kinnitatakse kokkupandavad pulgad, mille otstes on raskused. Ratta mis tahes asendis visatakse paremal küljel olevad raskused keskelt kaugemale kui vasakul; see pool peab seetõttu tõmbama vasakut ja seeläbi ratta pöörlema ​​panema. See tähendab, et ratas pöörleb igavesti, vähemalt seni, kuni telg on kulunud.

Miks mootor ei tööta: Parempoolsed raskused on alati keskelt kaugemal, kuid paratamatu on ratta asend, kus neid raskusi on vähem kui vasakul. Siis on süsteem tasakaalus - seetõttu ratas ei pöörle, kuid pärast mitut tiirutamist see peatub.

Projekt 12. Insener Potapovi paigaldus

Leiutaja idee: Potapovi hüdrodünaamiline soojusjaam efektiivsusteguriga üle 400%. Elektrimootor (EM) juhib pumpa (NS), sundides vett ringis ringlema (näidatud nooltega). Ahel sisaldab silindrilist kolonni (OK) ja kütteakut (BT). Toru otsa 3 saab kolonniga ühendada (OK) kahel viisil: 1) samba keskkohaga; 2) silindrilise samba seina moodustava ringiga puutuja. Ühendamisel vastavalt meetodile 1 on veele eralduv soojushulk (arvestades kadusid) võrdne aku (BT) poolt ümbritsevasse ruumi kiirgava soojushulgaga. Kuid niipea, kui toru on ühendatud vastavalt meetodile 2, suureneb aku (BT) poolt eralduv soojushulk 4 korda! Meie ja välismaiste ekspertide poolt läbi viidud mõõtmised näitasid, et 1 kW elektrimootorile (EM) andes annab aku (BT) sama palju soojust, kui oleks pidanud saama 4 kW kuluga. Toru ühendamisel vastavalt meetodile 2 saab kolonnis olev vesi (OK) pöörleva liikumise ja just see protsess viib aku (BT) poolt eraldatava soojushulga suurenemiseni.

Miks mootor ei tööta: Kirjeldatud installatsioon oli tõepoolest NPO Energias kokku pandud ja autorite sõnul töötas. Leiutajad ei seadnud kahtluse alla energia jäävuse seaduse õigsust, vaid väitsid, et mootor ammutab energiat "füüsilisest vaakumist". Mis on võimatu, kuna füüsilise vaakumi energiatase on madalaim ja sealt on võimatu energiat ammutada.

Kõige tõenäolisem tundub olevat proosalisem seletus: üle toru ristlõike toimub vedeliku ebaühtlane kuumenemine ja seetõttu tekivad temperatuuri mõõtmisel vead. Samuti on võimalik, et leiutajate tahte vastaselt "pumbatakse" energiat paigaldisesse elektriahelast.

Projekt 13. Dünamo ühendused elektrimootoriga

Leiutaja idee: Elektrimootori ja dünamo rihmarattad on ühendatud veorihmaga ning dünamo juhtmed on ühendatud mootoriga. Kui dünamomasinale antakse algimpulss, paneb selle mootorisse sisenev vool selle liikuma; mootori liikumise energia kandub rihm edasi dünamo rihmarattale ja paneb selle liikuma. Seega usuvad leiutajad, et masinad liiguvad üksteist ja see liikumine ei peatu kunagi enne, kui mõlemad masinad on kulunud.

Miks mootor ei tööta: Isegi kui kõik ühendatud masinad oleksid 100% tõhusad, saaksime need sel viisil peatumata liikuma panna ainult hõõrdumise puudumisel. Nende masinate kombinatsioon (nende "agregaat", inseneride keeles) on sisuliselt üks masin, mis paneb ennast liikuma. Hõõrdumise puudumisel liiguks seade nagu iga rihmaratas igavesti, kuid sellisest liikumisest poleks kasu saada: piisaks sundida “mootorit” välist tööd tegema ja see peatuks kohe. Meie ees oleks igiliikur, kuid mitte igiliikur. Hõõrdumise korral ei liiguks seade üldse.

Projekt 14. Põhineb Archimedese kruvil

Leiutaja idee: LM osa on puidust silinder, millesse on lõigatud spiraalne soon. Seadmes on see silinder suletud plekkplaatidega AB. Kolm vesiratast on tähistatud tähtedega H, I, K ning allpool asuv veepaak on tähistatud tähtedega CD. Kui silinder pöörleb, voolab kogu paagist tõusev vesi anumasse E ja sellest anumast valgub rattale H ja keerab seega ratast ja kogu kruvi tervikuna. Kui aga rattale H langeva vee kogus on kruvi pööramiseks ebapiisav, on võimalik kasutada sellelt rattalt anumasse F voolavat vett, mis langeb edasi rattale I. vesi kahekordistub. Kui sellest ei piisa, siis saab teise rattasse I siseneva vee suunata anumasse G ja kolmandasse rattasse K. Seda kaskaadi saab jätkata, paigaldades nii palju lisarattaid, kui kogu seadme mõõtmed võimaldavad.

Miks mootor ei tööta: Seade ei tööta kahel põhjusel. Esiteks ei moodusta üles tõusev vesi mingit märkimisväärset oja, mis siis alla sööstab. Teiseks, see vool, isegi kaskaadi kujul, ei suuda kruvi pöörata.

Projekt 15. Põhineb Archimedese seadusele

Leiutaja idee: Puidust trumli osa, mis on monteeritud teljele, on kogu aeg vee all. Kui Archimedese seadus on tõsi, peaks vette sukeldatud osa üles hõljuma ja niipea, kui ujuvusjõud on suurem kui trumli telje hõõrdejõud, ei peatu pöörlemine kunagi ...

Miks mootor ei tööta: Trummel ei liigu. Toimivate jõudude suund on alati trumli pinnaga risti, st piki raadiust telje suhtes. Igaüks teab igapäevasest kogemusest, et ratta raadiuse ulatuses jõudu rakendades on võimatu ratast pöörata. Pöörlemise tekitamiseks on vaja rakendada jõudu, mis on raadiusega risti, st ratta ümbermõõdu puutuja. Nüüd pole raske mõista, miks ka sel juhul lõpeb katse "igavese" liikumise rakendamiseks ebaõnnestuda.

Projekt 16. Põhineb magnetite külgetõmbejõul

Leiutaja idee: Teraskuul C tõmmatakse pidevalt magneti B poole, mis asub nii, et selle mõjul pöörleb velje piludega ratas. (Vt joonist.) Palli liikumise ajal pöörleb ka ratas.

Miks mootor ei tööta: gravitatsioon ja magnetiline külgetõmme tasakaalustavad üksteist.

Projekt 17. Valjuhäälsed kellad

Seda "raadiumikella" demonstreeris avalikkusele 1903. aastal John William Strutt (lord Rayleigh). Aasta hiljem sai ta Nobeli füüsikaauhinna.

Leiutaja idee: Väike kogus raadiumisoola asetatakse klaastorusse (A), mis on väljast kaetud juhtiva materjaliga. Toru otsas on messingist kork, mille küljes ripub paar kuldset kroonlehte. Kõik see on klaaskolvis, millest õhk välja pumbatakse. Koonuse sisemus on kaetud juhtiva fooliumiga (B), mis on maandatud läbi juhtme (C).

Negatiivsed elektronid (beetakiired), mida raadium kiirgab, läbivad klaasi, jättes keskosa positiivselt laetuks. Selle tulemusena lahknevad üksteisest tõrjutud kuldsed kroonlehed. Kui nad puudutavad fooliumi, tekib tühjenemine, kroonlehed langevad ja tsükkel algab uuesti. Raadiumi poolestusaeg on 1620 aastat. Seetõttu võivad sellised kellad töötada palju-palju sajandeid ilma nähtavate muutusteta.

Omal ajal olid raadiumkellad tõeline perpetuum mobile, kuna tuumaenergia olemust polnud teada ja polnud selge, kust see energia pärineb. Teaduse arenedes sai selgeks, et energia jäävuse seadus triumfeerib endiselt ja ka tuumaenergia järgib seda seadust nagu kõik teisedki energialiigid.

Miks mootorit ei kasutata?: Selle mootori võimsus sekundis on nii tühine, et ühtegi mehhanismi ei saa tööle panna. Igasuguse käegakatsutava tulemuse saavutamiseks on vaja palju suuremat raadiumivaru. Kui meenutada, et raadium on üliharuldane ja kallis element, siis nõustume, et sedalaadi tasuta mootor oleks liiga rusuv.

Loodusseadused, mis välistavad perpetuum mobile loomise võimaluse

Et igiliikur töötaks, peab see end energiaga varustama. Teisisõnu, ta peab seda tootma piisavas koguses, ilma et tal oleks välist allikat. Kujutage ette, et peate arvutama selle või seda tüüpi tööde tegemiseks kulutatud energia tasakaalu, olgu selleks siis ookeanilaeva liikumine, naelte löömine või ülehelikiirusel lendamine. Igal juhul peab kulutatud energia hulk alati olema võrdne töö tulemusena toodetud või vabaneva energia hulgaga. Energia, mida me lõdvalt nimetame kaotatuks, ei kao tegelikult. See lihtsalt läheb teisele kujule, samas kui selle edasine muundumine mehaaniliseks või elektrienergiaks on välistatud. See juhtub seetõttu, et hõõrdumine kuumeneb ja osa energiast vabaneb soojuse kujul. Ja see kehtib üldiselt igasuguste energiakadude kohta, sest need muutuvad lõpuks alati soojuseks. Sama mõtet saab väljendada ka teiste sõnadega: kõigil juhtudel on energia lõppsumma võrdne selle kogu alghulgaga. Energia ei teki ega kao, vaid läheb teisele kujule, mõnikord vähekasulikuks või täiesti kasutuks. Näiteks sisepõlemismootoris tekkiv soojus on tarbetu ja samas vältimatu energia muundamise saadus. Seda saab kasutada näiteks autosalongi soojendamiseks, aga teeme seda või mitte, igatahes kulub osa mootori tehtud tööst soojakadudele. Kõik ülalmainitu on kõige olulisema loodusseaduse – energia jäävuse seaduse ehk termodünaamika esimese seaduse – olemus. Oleme juba öelnud, et igiliikur peab tegema kasulikku tööd ilma väliste energiaallikateta. Lihtsamalt öeldes ei tohi selles kütust põletada ega mehaanilist jõudu rakendada. On mitmeid tõendeid selle kohta, et sellise realiseerimata masina otsimine pani aluse mehaanikale kui teadusele. Mineviku suured teadlased võtsid aksioomina vastu perpetuum mobile loomise võimatuse ja aitasid seeläbi uue teaduse võrsetel läbi murda.

Mõnikord on lihtne tõestada ühe või teise igiliikuri projekti väärtusetust ja seeläbi näidata, et see konkreetne teostusviis ei vii soovitud tulemuseni. Aga see ei tähenda sugugi seda, et võimalus perpetuum mobile muul viisil konstrueerida oleks automaatselt välistatud. Seetõttu, kuni energia jäävuse seadust ei olnud selgelt sõnastatud, ei tähendanud sajanditepikkuse kogemusega kindlaks tehtud mehaanilise igiliikuri loomise võimatus sugugi võimatut luua näiteks keemiamootorit. Muidugi tunnistati igiliikuri otsimise mõttetust juba enne, kui see seadus teaduse omaks sai. See arvamus põhines aga mitte mõnel üldsättel, vaid üksikute "igiliikurite" tööpõhimõtte analüüsil. Järgmise projekti hoolikas kaalumine tõi alati esile mõned teoreetilised vead, mille tõttu mootor ei saanud töötada ja leiutaja väited osutusid vastuvõetamatuks.

Filosoofid, matemaatikud ja insenerid aitasid kaasa praeguseks üldtunnustatud igiliikumise teostamatuse kriteeriumi väljatöötamisele, mis kuulutab võimatust luua energiat eimillestki. Energia jäävuse seadus on muutunud perpetuum mobile leiutajate jaoks paratamatuks takistuseks. Ja kõik katsed seda takistust ületada lõppesid ebaõnnestumisega.Kuid peagi sõnastati veel üks üldine seisukoht, mida nimetati termodünaamika teiseks seaduseks. See algus, mõnevõrra lihtsustatult, ütleb, et soojus ei saa spontaanselt suureneda; teisisõnu, kui kuumenenud keha puutub kokku vähem kuumutatud kehaga, siis temperatuurid ühtlustuvad, mitte ei suurenda nende erinevust. Sellel nähtusel (temperatuuri ühtlustumine) polnud pikka aega teoreetilist seletust. Esimene termodünaamika seadus, mille sõnastas saksa füüsik Rudolf Julius Emmanuel Clausis (1822-1888), oli puhtalt empiiriline. Tõsi, toodi välja analoogia kokkupuutes olevate kehade temperatuurimuutuse ja oma gravitatsiooni mõjul alla voolava vee voolu vahel, kuid olukorra tegi keeruliseks asjaolu, et polnud võimalik kindlaks teha, mida välised jõud juhivad. see termiline protsess. Seetõttu, kuigi eksperiment on alati näidanud temperatuuri langust, väljendati kuni eelmise sajandi viimase veerandini kahtlusi termodünaamika teise seaduse universaalsuses. Pealegi on mõned teadlased püüdnud tõestada, et on juhtumeid, mis rikuvad selle põhimõtte kehtivust. 1875. aastal ilmus Maxwelli kuulus "Kuumusteooria", mis väitis, et termodünaamika teise seaduse toime olemust saab selgitada järgmise mõtteeksperimendiga. Kui kujutada ette kindlat seadet, mis sortiks molekule nende kiiruse järgi, siis oleks võimalik ilma töökulu ja energia jäävuse seadust rikkumata pool teatud mahust gaasi soojendada ja teine ​​pool jahutada. Selle vaimse eksperimendi tulemuseks on kuumuse suurenemine anuma ühes osas gaasiga ja vähenemine teises. Sel viisil muudetuna omandas termodünaamika teine ​​seadus pigem tõenäosusliku kui deterministliku iseloomu. Möödunud sajandi lõpus panid füüsikud Boltzmann ja Planck sellele küsimusele teadusliku aluse. Eelkõige näitas Boltzmann, et kahe keha temperatuuride spontaanne ühtlustumine tuleneb nende kehade molekulide üleminekust vähemtõenäolisest olekust tõenäolisemasse olekusse. Soojuse hüpoteetiline ülekandmine vähem kuumutatud kehalt kuumemale on võimalik, kuid nende tõendite valguses ebatõenäoline. Seda punkti saab illustreerida lihtsa näitega. Gaaside difusiooniseadus on väga lähedane soojusülekande seadusele, kuna difusiooniprotsessis jaotuvad gaasimolekulid ühtlaselt. Kui gaasi väljastpoolt ei mõjutata, on kalduvus selle tihedust ühtlustada. Oleks vähemalt kummaline, kui algselt ühtlase tihedusega gaas hakkaks ootamatult kogunema anuma ühte ossa, jättes selle teise ossa täitmata ruumi. Sarnane, väga ebatõenäoline nähtus ilmneks soojuse ülekandmisel vähem kuumutatud kehalt rohkem kuumutatud kehale. Oletame nüüd, et on olemas pisike anum, milles on ainult kaks molekuli, üks kummaski anuma pooles. Need molekulid on pidevas liikumises, löövad vastu seinu ja hüppavad juhuslikult anuma ühest osast teise edasi-tagasi. Sel juhul on ilmne, et molekulide ruumis paigutamiseks on neli võimalust:

A--B, A--A, AB<--0, 0-->AB.

Kahel variandil neljast tekib vaakum anuma ühes pooles. Seetõttu on sellise sündmuse tõenäosus 1/2 ja võib eeldada, et üks osa anumast on poole ajast tühi. Molekulide arvu suurenemisega langeb vaakumi tekkimise tõenäosus järsult. Kui molekulide koguarv on n, on tõenäosus, et pool anumast on tühi, (1/2)n-1. Praktikas on molekulide arv tohutu, seega on sellise sündmuse tõenäosus nullilähedane. Nii et tegelikul juhul, kui rõhuerinevus ühe kuupsentimeetri gaasi kahes pooles ei ületa ühte protsenti, on vaakumi tõenäosus selle kuubi mis tahes pooles tühine, väike; selline sündmus võib juhtuda üks kord 101016 aasta jooksul! Ja kuigi need argumendid tunduvad üsna muljetavaldavad, vajab üks asjaolu siiski täpsustamist. Ei maksa arvata, et kui vaakumi tekkimine on nii haruldane sündmus, siis selle tekkimist tuleb tõesti oodata palju miljoneid aastaid. Vaakum saab tekkida isegi minutiga! Veelgi enam, vaakum võib tekkida kaks korda minuti jooksul, kuid väga lühikeseks ajaks. Dr Hale USA Standardibüroost on väitnud, et selline tõendite süsteem võib viia meid sarnasele järeldusele märgatava temperatuurierinevuse iseenesliku ilmnemise võimaluse kohta teatud gaasimahus. On teada, et temperatuuri määrab selle molekulide liikumiskiirus. Temperatuuril, mida eeldatakse konstantseks, ei ole üksikute gaasimolekulide kiirused kaugeltki ühtlased. Need kõik on aga statistiliselt jaotunud keskmise väärtuse ümber, mis jääb alati muutumatuks. Vaatame uuesti mikroskoopilist anumat, mis sisaldab ainult nelja molekuli. Olgu seekord kaks molekuli F1 ja F2 kiired ning kaks teist molekuli S1 ja S2 aeglased. Eeldusel, et gaasi tiheduses muutusi ei toimu, saame molekulide paigutamiseks anumas kuus erinevat võimalust:

F1S1 - F2S2F2S1 - F1S2F1S2 - F2S1F2S2 - F1S1S2S1 - F1F2F1F2 - S1S2

Esimesed neli juhtumit on juhtumid, kus gaasi temperatuur on anuma mõlemas pooles sama, kuna kaasaegsed mõõteriistad annavad selle keskmise väärtuse. Kahes viimases variandis on temperatuuride erinevus; nende esinemise tõenäosus nelja molekuli puhul on 1/3.

Molekulide arvu suurenedes väheneb meie hüpoteetilise anuma kahes osas märgatava temperatuuri erinevuse tõenäosus järsult. Samuti tuleb meeles pidada, et igas gaasimahus, mille temperatuuri me suudame mõõta või reguleerida, kõigub selle iga üksiku väga väikese osa temperatuur pidevalt instrumendi kalibreerimiskõvera suhtes ja üldiselt on gaas Temperatuurilt sama ebahomogeenne kui ookeani pind. ei ole täiesti tasane.

Seega on gaasi märgatava temperatuurierinevuse tõenäosus väga väike. Kuid sellegipoolest on see olemas ja seetõttu tuleks mitte ainult tunnistada võimalust soojuse ülekandmiseks vähem kuumutatud kehalt kuumemale, vaid ka nõustuda, et selline üleminek toimub pidevalt, ehkki nii ebaolulises ulatuses, et me oleme. tõenäoliselt ei suuda seda jälgida. Seetõttu, nagu väitis saksa filosoof Carl Christian Planck (1819-1880), on võimalus, kuigi väga väike, et vesi külmub tule kohale asetatud veekeetjas.

Aluseks oli teadlaste äratundmine, et esiteks on soojuse ülekandumine vähem kuumutatud kehalt rohkem kuumenenud kehale ja teiseks ebaolulise, kuid siiski märgatava temperatuuri ja tiheduse muutuse esinemine. edasised põhjendused. Tekkis küsimus, kas on võimalik luua seadet, milles selliste muutuste tulemusena järk-järgult suureneks temperatuuride vahe, tänu millele oleks võimalik edaspidi kasulikku tööd teha? See küsimus tekkis umbes kaheksakümmend aastat tagasi ja see hüpoteetiline seade ise sisenes teadusesse teist tüüpi igiliikuri nime all. See sai selle nime, kuna pidi tegema tööd ilma energiat genereerimata ja vastupidiselt termodünaamika teisele seadusele.

Seadme disaini pakkus esmakordselt välja pariislane Lippmann 1900. aastal ja seejärel 1907. aastal Svedberg Uppsala linnast (Rootsi). 1912. aastal avaldas Smoluchowski selle probleemi üksikasjaliku teoreetilise arutelu. Ta näitas, et vaevalt tasub loota, et gaasimolekule sisaldava seadme abil on võimalik neid haruldasi "kõrvalekaldeid" teisest põhimõttest akumuleerida, kuna iga selline seade ise muutub molekulaarsel tasemel. Pidevalt toimuv molekulide kiiruste ümberjaotumine hävitab kõik temperatuurilangused, mis seadmesse kogunema pidid ja mis on selle tööks põhimõtteliselt vajalikud.

Need tõendid näivad olevat väga veenvad, kuigi heidutavad. Sellest tulenev järeldus on tähelepanuväärne: termodünaamika teine ​​seadus pikka aega kehtib ainult statistilises mõttes.

Huvitaval kombel ütles professor Debye kolmteist aastat hiljem, märtsis 1925 Ameerika Standardibüroo töötajatega kõneldes: valguse interferentsi nähtuse ja kvantteooria ühitamiseks on vaja eeldada, et energia jäävuse seadus on tõsi ainult statistilises mõttes. Tema hinnangul saab väga lühikeste ajavahemike jooksul tekitada energiat ja kaua selle keskmine väärtus püsib muutumatuna. Debye ettepanekus on kaudne vihje, et esimest tüüpi igiliikur, see tähendab energia tõeline loomine, on omamoodi "teaduslik tõenäosus" ja isegi "võimalus".

Katsed luua igiliikur viivad sageli viljakate avastusteni

Suurepärane näide on viis, kuidas Stevin, 16. sajandi lõpu ja 17. sajandi alguse tähelepanuväärne Hollandi teadlane, avastas kaldtasandil jõudude tasakaalu seaduse. See matemaatik väärib palju rohkem kuulsust kui see, mis tema osaks langes, sest ta tegi palju olulisi avastusi, mida me praegu pidevalt kasutame: ta leiutas kümnendmurrud, tutvustas algebrasse eksponente, avastas hüdrostaatilise seaduse, mille Pascal hiljem uuesti avastas.

Ta avastas jõudude tasakaalu seaduse kaldtasandil, mitte tuginedes jõudude rööpküliku reeglile, vaid joonise abil, mis on siin taasesitatud.

14 identsest kuulist koosnev kett visatakse läbi kolmetahulise prisma. Mis sellest ketist saab? Alumine osa, mis ripub nagu pärg, on iseenesest tasakaalus. Kuid kas keti ülejäänud kaks osa tasakaalustavad üksteist? Teisisõnu: kas kaks paremat palli tasakaalustavad vasakpoolsed neli? Muidugi jah – muidu jookseks kett alati ise paremalt vasakule, sest iga kord asetataks libisenud kuulide asemele teised pallid ja tasakaal ei taastuks kunagi. Aga kuna me teame, et niimoodi ümber visatud kett ei liigu üldse iseenesest, siis on ilmselge, et kaks paremakäelist palli tasakaalustavad tõepoolest neli vasakukäelist. See selgub nagu ime: kaks kuuli tõmbavad sama jõuga kui neli.

Sellest kujuteldavast imest tuletas Stevin välja olulise mehaanikaseaduse. Ta arutles nii. Mõlemad ketid – nii pikad kui lühikesed – kaaluvad erinevalt: üks kett on teisest nii mitu korda raskem, kui palju on prisma pikem külg lühikesest pikem. Sellest järeldub, et üldiselt tasakaalustavad kaks nööriga ühendatud raskust kaldtasanditel, kui nende raskused on võrdelised nende tasandite pikkustega.

Konkreetsel juhul, kui lühike tasapind on vertikaalne, saame teada tuntud mehaanika seaduse: keha hoidmiseks kaldtasandil on vaja selle tasapinna suunas mõjuda jõuga, mis on mitu korda vähem kui keha kaal sama mitu korda lennuki pikkus on suurem selle kõrgusest.

Niisiis, lähtudes ideest igiliikuri võimatusest, tehti mehaanikas oluline avastus. Lisaks tegi Simon Stevin palju sügavat teedrajavat tööd füüsikas ja matemaatikas. Ta põhjendas ja tõi Euroopas käibele kümnendmurrud, võrrandite negatiivsed juured, sõnastas tingimused juure olemasoluks antud intervallis ja pakkus välja meetodi selle ligikaudseks arvutamiseks. Stevin oli ilmselt esimene rakendusmatemaatik, kes viis oma arvutused arvuni. Konkreetsete praktiliste probleemide lahendamiseks arendas ta pidevalt rakenduslikku andmetöötlust. Stevin omistas neile ka raamatupidamise kui ratsionaalse juhtimise teaduse, see tähendab, et ta seisis majanduse matemaatiliste meetodite päritolu juures. Stevin uskus, et "arvestuse eesmärk on määrata kindlaks kogu riigi rahvuslik rikkus". Ta oli suure komandöri, kaasaegse regulaararmee looja Moritzi Orange'i sõjaliste ja rahaliste küsimuste ülem. Tema ametikoht tänapäeva mõistes on "logistikaülema asetäitja".

Samaras elab huvitav inimene - leiutaja Aleksander Stepanovitš Fabristov, kes on nüüdseks üle 80 aasta vana. Juba nooruses oli ta kaasas igiliikuri idee, ta koostas palju selle kavandeid, lõi palju näidiseid, kuid kõik ebaõnnestus. Ja alles umbes 10 aastat tagasi lõi ta lõpuks seadme, mida ta nimetab "igiliikuriks" ja mis, nagu ta on veendunud, on võimeline tootma "vaba" energiat ainult tänu gravitatsioonijõududele. Selle seade pole disainilt nii keerukas ja koosneb 8 risttalale kinnitatud metallist "klaasist", juhtnurkadest, põrkmehhanismist ja kahest hammasrattakaarest. Risti küljes olev "klaas" liigub ringikujuliselt, läbib ühe kaare - sees olev ruut liigub ja jõuõlg muutub suuremaks. Läbib teist - väljak tõuseb oma algsele kohale. Niisiis selgub, et ühel küljel olevatel neljal "klaasil" on gravitatsioonijõudude toimel palju suurem mass kui teisel küljel olevatel klaasidel. Kahjuks pole tema "igiliikur" patenteeritud ega testitud, kuna meie Venemaa patendiekspertiisi instituut ei võta selliste mootorite projekte kaalumiseks. Prototüübi loomine on leiutajale üksinda võimatu ja tööstusettevõtetele tundub olevat sündsusetu tegeleda erinevate leiutistega. Kuid teoreetiliselt on see keskkonnasõbralik mootor, mis ei riku maastikku ja loodust, ei saasta atmosfääri.

Ajalugu jälgides on näha, et mõned leiutajad ja teadlased uskusid palavalt igiliikuri loomise võimalikkusesse, teised aga seisid sellele kangekaelselt vastu, otsides üha uusi ja uusi tõdesid. Galileo Galilei, tõestades, et ükski raske keha ei saa tõusta kõrgemale tasemest, millelt see langes, avastas inertsiseaduse. Seega said teadusele kasu nii usklikud kui ka mitteusklikud. Tuntud füüsik, akadeemik Vitali Lazarevitš Ginzburg uskus, et sisuliselt on igiliikuri idee teaduslik. Olgu see halb või hea, aga see valmistas tulevastele loodusteadlastele viljaka pinnase kõrgemate tõdede mõistmiseks. Nagu Tomski professor, filosoof AK Sukhotin hästi ütles: "... pidevalt huvi üles soojendades on igiliikuri ideest saanud omamoodi igavese põlemise ideoloogiline mootor, mis viskab ahjudesse värskeid palke, otsib mõtteid. ."

Kuna leiutajad on esitanud suure hulga taotlusi patentide väljastamiseks nende leiutatud püsiliikuritele, võtsid mitmed välisriikide riiklikud patendiametid ja teaduste akadeemiad (eelkõige Pariisi Teaduste Akadeemia vastu) 17. sajandil kehtinud keeld), otsustas absoluutse mootori leiutamise taotlust üldse mitte arvesse võtta, kuna see on vastuolus energia jäävuse seadusega.

Maailmakuulus nõukogude akadeemik mehaanika alal Boriss Viktorovitš Raušenbahh peab selliseid teadusorganisatsioonide otsuseid ekslikeks ja teaduse edasist arengut kahjustavateks. Ta väidab, et teadus peaks süvitsi uurima, tõestama ja kannatlikult selgitama, mitte alla suruma ja pealegi mitte keelama mingeid leiutisi ("ärge pange päitseid teadustegevusele, kuhu iganes seda kulutatakse"). On selge, et energiasäästu põhimõtet ei saa kõigutada ükski igiliikuri konstruktsioon, kuid täpsustused, selle rakendusala täpsustamine ja ristumine teiste füüsikaliste põhimõtetega on võimalikud. Näiteks avastati, et see seadus on kombineeritud massi jäävuse seadusega ja selline ilming aitas neid kahte seadust sügavamalt mõista.

Perpetuum mobile, mille olemasolu teadlased ei eita

On üks tõeline igiliikur, mille olemasolu teadus ei eita. See on universum ise.

Kaasaegsete kontseptsioonide kohaselt oli universumil algus. Kõik sai alguse Suurest Paugust millalgi umbes 15 miljardit aastat tagasi. Mis juhtus enne? Teadus vastab tavaliselt, et sellel küsimusel pole mõtet, kuna aeg sündis universumiga samal ajal ja Suure Paugu singulaarsuse jaoks puudub mõiste "varasem", nagu pole ka "lõuna" mõistet. Lõunapoolus. See vastus ei pruugi teid rahuldada. Siis peame sind saatma õndsa Augustinuse juurde. Nad ütlevad, et kui uskmatud küsisid, mida Jumal tegi enne aja loomist, vastas õnnis Augustinus, et Jumal lõi spetsiaalse põrgu nende jaoks, kes hiljem selliseid küsimusi esitavad.

Pärast Suurt Pauku ja siiani on Universum kogu aeg paisunud. Selle paisumise käigus väheneb kõigi universumi osakeste energia. Seda võib näha nii. Valime välja väga suure "kosmilise raku" ja vaatame, kuidas see paisub. Seda mõjutavad universumi teised osad, kuna näiteks nende osade kiiratav valgus jõuab mõne aja pärast meie kosmilisse rakku. Kuidas seda mõju arvesse võtta? Suures plaanis on universum homogeenne. See tähendab, et teiste rakkude kiiratav valgus ei erine meie rakus kiirgavast valgusest (nagu ka mis tahes muust energiavormist). Seetõttu võite vaimselt eemaldada kõik teised Universumi rakud, kuid kujutage ette, et meie kosmiline rakk on ümbritsetud ideaalselt peegeldavate seintega, mis peegeldavad kõike, mis raku sees kiirgab või liigub. Seega asendub Universumi teiste osade mõju kosmilise raku sisu isemõjuga. Kui rakk on piisavalt suur ja universum on homogeenne, on see asendamine õigustatud.

Kuid kiirgus avaldab survet raku seintele ja paisudes toimib. Seetõttu kaotavad kosmoseraku asukad energiat, nii nagu gaasimolekulid kolvi silindrist välja lükates. Aga seal on suur vahe. Molekulide energia muundatakse silindri kineetiliseks energiaks. Ja Universumi puhul toimub kõigis rakkudes sama, nad kõik kaotavad energiat. Kuhu see energia kaob? Mitte kuskil. Arvatakse, et energia jäävuse seadus ei kehti universumi kui terviku suhtes.

See võib aga tähendada ainult meie teadmiste ebatäielikkust universumi kohta. Mõned teadlased usuvad, et kaotatud energia muutub gravitatsioonienergiaks ja universumi koguenergia on endiselt säilinud. Universumi gravitatsioonienergia määratlemine pole aga nii lihtne ja tekitab endiselt tuliseid vaidlusi.

Järeldus ehk minu suhtumine püstitatud eesmärki

Perpetuum mobile – igiliikur – askeetide romantiline unistus, kes püüdsid anda inimkonnale piiramatut võimu looduse üle, šarlatanide ja seiklejate ihaldatud rikastumisallikas; sadu, tuhandeid projekte, mida pole kunagi teostatud; kavalad mehhanismid, mis, näis, hakkasid tööle, kuid jäid millegipärast liikumatuks; fanaatikute purunenud saatused, patroonide petetud lootused... Aga miks see kõik juhtus? Elementaarsete füüsikaseaduste teadmatuse tõttu, soovi tõttu saada kõik tühjast välja. Seni saavad patendibürood taotlusi seadmetega, mis on sisuliselt igiliikurid. Ilmselt on igiliikuri idees mingi mõistatus, miski, mis paneb inimesi selle saladust otsima ja otsima. Kuid ilmselt töötab inimene nii ...

Isiklikult usun, et absoluutselt igiliikuri loomine on füüsika elementaarsete reeglite tõttu võimatu. Aga vähemalt sajand vahetpidamata töötava mootori loomine on minu meelest päris huvitav ja lahendatav ülesanne.

Bibliograafia

1. Ihak-Rubiner F. Perpetuum mobile. M., 1922.

2. O. F. Kabardin, Füüsika: võrdlusmaterjalid. M., 1991.

3. Polütehniline lühisõnastik. M., 1956.

4. Ord-Khum A. Igiliikur. M., 1980.

5. Perelman Ya. I. Meelelahutuslik füüsika. M., 1991.

"Terodünaamika põhimõtted" – kütmiseks vajalik soojushulk. Energia. Tomson. Isoprotsessid on polütroopse protsessi erijuht. Valem. Energia jäävuse seadus. Soojusmasin. Tööd gaasiga. Carnot' tsükli tõhusus. Isoprotsess. Lisame kaks võrrandit. isobaarne protsess. Tasakaaluseisund.

"Termodünaamika teine ​​seadus" - Carnot' pöördtsükkel. Carnot' otsese tsükli soojuslik efektiivsus. Termodünaamika teise seaduse kaks sätet. Kokkusurumisel saadud soojus. Ringprotsessi toimumiseks on vaja kolme elementi. Soojuse kogus. Termodünaamika teine ​​seadus. Jahutusfaktor. Carnot' otsetsükkel.

"Termodünaamika esimese seaduse rakendamine" - entalpia muutus. Entroopia. Kolb. Tarnitud soojuse hulk. Termodünaamika esimese seaduse kaks põhimõtet. Laiendustööd. Termodünaamika esimene seadus. Gaasi siseenergia. Gaasi entalpia. Gaasi entroopia. Hinnangulised väärtused. Gaasi paisutamise töö.

"Termodünaamilised ja statistilised meetodid" – termodünaamilise süsteemi olek. Absoluutne nulltemperatuur on saavutamatu. Aine koguse ühik. Klaiperoni-Mendelejevi võrrand. Molekulide keskmine kineetiline energia. Tagajärjed Clausiuse võrrandist. II termodünaamika algus. statistiline meetod. Ideaalse gaasi molekulaarkineetiline teooria.

"Tööprogramm termodünaamikas" - Auruturbiini töö. Selle arenduse sisu. Tõhusus. Sisepõlemismootor. Vähenenud hapnikusisaldus õhus. Kasutatud tehnoloogiad, meetodid, tegevuste korraldamise vormid. Koolitus- ja metodoloogiakompleks. arendusülesanded. Tunni arendamine teemal "Soojusmootorid".

"Igiliikurite leiutamine" – kujuteldav mehhanism. Perpetuum mobile teoorias. Pallikell. Bhaskara ratas. Iidne mudel. Orphyreuse perpetuum mobile. Araabia niisutusratas. Araabia igiliikurid. Greinacheri mootor. Baromeetriline igiliikur. Püsiliikuri leiutamine. Õõnespaagid. Pardi joomine.

Teemas on kokku 18 ettekannet

slaid 1

slaid 2

slaid 3

slaid 4

slaid 5

slaid 6

Slaid 7

Slaid 8

Slaid 9

slaid 10

slaid 11

slaid 12

slaid 13

slaid 14

slaid 15

slaid 16

slaid 17

slaid 18

slaid 19

slaid 20

slaid 21

slaid 22

slaid 23

slaid 24

slaid 25

slaid 26

slaid 29

MBOUSOSH №11

Tunni ettekanne teemal: "Igiliikur"

Lõpetanud: füüsikaõpetaja

Gluškova Tatjana Aleksandrovna

Novocherkassk

EESMÄRGID

HARIDUSLIK

HARIDUSLIK

ARENDAB

Hariduslik:

Õpilase kaasamine aktiivsesse tunnetusprotsessi teemal "Perpetuum mobile". Oskuste kujundamine selle teema füüsikaliste mõistete uurimisel.

Hariduslik:

Tähelepaneliku, heatahtliku suhtumise kasvatamine oma klassikaaslaste vastustesse, isikliku vastutuse kasvatamine kollektiivse töö tegemise eest.

Arendamine:

Õpilaste iseseisva või rühmatöö oskuste ja oskuste arendamine, silmaringi avardamine, eruditsiooni suurendamine, füüsikahuvi arendamine.

Tundide ajal:

Ammu on teada, et igiliikuri idee pole teostatav, kuid see on teaduse ja tehnika arenguloo seisukohalt väga huvitav ja informatiivne. Lõppude lõpuks suutsid teadlased igiliikurit otsides paremini mõista füüsikalisi põhiprintsiipe. Veelgi enam, igiliikuri leiutajad on suurepärased näited inimpsühholoogia teatud aspektide uurimisel: leidlikkus, sihikindlus, optimism ja fanatism.

igiliikur ( kreeka keelest perpetuum mobile, igiliikur)

igiliikur ( Perpetuum mobile) – seade, mis põhineb mehaanilistel, keemilistel, elektrilistel või muudel füüsikalistel protsessidel. Kui see kord käivitatakse, töötab see igavesti ja peatub ainult siis, kui see väljastpoolt sellega kokku puutub.

Praegu peetakse Indiat õigustatult esimeste igiliikurite esivanemate koduks.

Esimeste igiliikurite skeemid ehitati lihtsate mehaaniliste elementide baasil ja sisaldasid ka hilisemal ajal hoobasid, mis fikseeriti ümber horisontaaltelje pöörleva ratta ümbermõõdu.

• Vee tõstmine Archimedese kruviga;
• Vee tõus kapillaaride abil;
• Tasakaalustamata raskustega ratta kasutamine;
• looduslikud magnetid;
• Elektromagnetism;
• Aur või suruõhk.

Püsiliikurite vead

Süsteemi siseenergia muutus selle üleminekul ühest olekust teise on võrdne välisjõudude töö ja süsteemile ülekantava soojushulga summaga ega sõltu sellest, millisel viisil see üleminek toimub. välja. (Termodünaamika esimene seadus)

"Ei ole ringprotsessi, mille ainsaks tulemuseks oleks soojusmahuti jahutamise teel töö tegemine"

(Teine algus

termodünaamika)

See on postulaat, mida ei saa termodünaamika raames tõestada. See loodi eksperimentaalsete faktide üldistamise põhjal ja sai arvukalt eksperimentaalseid kinnitusi.

Püsiliikurid jagunevad kahte suurde rühma:

Esimest tüüpi igiliikurid ei ammuta keskkonnast energiat (näiteks soojust), samas jääb muutumatuks ka selle osade füüsikaline ja keemiline olek. Seda tüüpi masinad ei saa eksisteerida termodünaamika esimese seaduse alusel.

Teist tüüpi igiliikurid eraldavad keskkonnast soojust ja muudavad selle mehaanilise liikumise energiaks. Selliseid seadmeid ei saa termodünaamika teise seaduse alusel eksisteerida.

Varaseim teave igiliikurite kohta.

Katsed uurida igiliikuri idee kohta, aega ja põhjust on väga raske ülesanne. Varaseim teave perpetuum mobile kohta on mainimine, mille leiame India luuletaja, matemaatiku ja astronoomi kohta Bhaskara . Seega kirjeldab Bhaskara pikkade kitsaste anumatega ratast, mis on pooleldi täidetud elavhõbedaga ja mis on kinnitatud viltu piki serva. Selle esimese mehaanilise perpetuum mobile tööpõhimõte põhines ratta ümbermõõdule asetatud anumates liikuva vedeliku tekitatud gravitatsioonimomentide erinevusel. Bhaskara põhjendab ratta pöörlemist väga lihtsal viisil: "Seda vedelikuga täidetud ratas, mis on paigaldatud kahele fikseeritud toele lamavale teljele, pöörleb pidevalt ise."

• India või araabia perpetuum mobile.

• India või araabia igiliikur, mille väikesed viltu fikseeritud anumad on osaliselt täidetud elavhõbedaga.

Ida päritolu igiliikuri variant.

Ida päritolu igiliikuri variant. Autor tugines siin vee ja elavhõbeda erikaalu erinevusele.

Kangidega ratas on igiliikuri tüüpiline element.

Painduvate liigendõlgadega ratas on tüüpiline igiliikuri element, mida hiljem selle araabia projekti põhjal pakuti paljudes erinevates versioonides.

Euroopa igiliikurid

Esimest eurooplast, "iseliikuva auto" idee autorit, peetakse keskaegseks prantsuse arhitektiks. Villard d'Honnecourt algselt Picardialt. Tema igiliikuri mudel on automaatse puidu etteandega hüdrauliline saag. Villar lähtus gravitatsiooni mõjust, mille mõjul kaldusid vastukaalud tagasi.

Automaatse puidu etteandega veesaag Villar d'Honnecourt

Leiutaja idee: Statiivile asetatakse tugev magnet. Selle vastu toetuvad kaks kaldega küna, üks teise all ja ülemise küna ülaosas on väike auk ja alumine on otsast kumer. Kui ülemisele rennile asetada väike raudpall, siis magneti külgetõmbe tõttu veereb see üles, kuid auguni jõudes kukub alumisse renni, veereb sellest alla, tõuseb mööda viimast ümardust ja uuesti. kukkuda ülemisele rennile. Seega jookseb pall pidevalt, sooritades seeläbi pidevat liikumist.

Seade töötaks siis, kui magnet mõjutaks metallkuuli ainult siis, kui see tõuseb mööda ülemist renni alusele. Kuid pall veereb aeglaselt alla kahe jõu toimel: gravitatsiooni ja magnetilise külgetõmbejõu toimel. Seetõttu ei saavuta see laskumise lõpuks kiirust, mis on vajalik alumise renni ümardamisel tõusmiseks ja uue tsükli alustamiseks.

Järgnevatel aegadel tegid leiutajad katseid luua igiliikur. Paljudes projektides kasutavad igiliikurid gravitatsiooni.

Veerevate kuulidega ratas

Leiutaja idee: Ratas, milles veerevad rasked pallid. Ratta mis tahes asendis on ratta paremal küljel olevad raskused keskelt kaugemal kui vasakul poolel olevad raskused. Seetõttu peab parem pool alati tõmbama vasakut poolt ja panema ratta pöörlema. Seega peab ratas igavesti pöörlema.

Miks mootor ei tööta: Mootor ei tööta, kuna sellised mehhanismid saavad tööd teha ainult käivitamisel teatatud esialgse energiavarustuse arvelt; kui see reserv on täielikult ära kasutatud, jääb igiliikur seisma.

Pallikeett kolmnurksel prismal

Leiutaja idee: 14 identsest kuulist koosnev kett visatakse läbi kolmetahulise prisma. Vasakul on neli palli, paremal kaks. Ülejäänud kaheksa palli tasakaalustavad üksteist. Järelikult hakkab kett pidevasse liikumisesse vastupäeva.

Miks mootor ei tööta: Koormusi paneb liikuma ainult kaldpinnaga paralleelne gravitatsioonikomponent. Pikemal pinnal on raskusi rohkem, kuid pinna kaldenurk on proportsionaalselt väiksem. Seetõttu on parempoolsete koormuste raskusjõud, korrutatuna nurga siinusega, võrdne vasakpoolsete koormuste raskusjõuga, mis on korrutatud teise nurga siinusega.

Lamamisraskustega ratas

Leiutaja idee: Idee aluseks on tasakaalustamata raskustega ratta kasutamine. Ratta äärtele kinnitatakse kokkupandavad pulgad, mille otstes on raskused. Ratta mis tahes asendis visatakse paremal küljel olevad raskused keskelt kaugemale kui vasakul; see pool peab seetõttu tõmbama vasakut ja seeläbi ratta pöörlema ​​panema. See tähendab, et ratas pöörleb igavesti, vähemalt seni, kuni telg on kulunud.

Miks mootor ei tööta: Parempoolsed raskused on alati keskelt kaugemal, kuid paratamatu on, et ratas asetseb nii, et neid raskusi oleks vähem kui vasakul. Siis on süsteem tasakaalus - seetõttu ratas ei pöörle, kuid pärast mitut tiirutamist see peatub.

• Planeedid tiirlevad ümber Päikese miljardeid aastaid, olles näiteks igavese liikumise näide. Seda märgati juba ammu . Loomulikult soovisid teadlased seda pilti korrata väiksemas mahus, püüdes luua ideaalset igiliikuri mudelit. Vaatamata sellele, et 19. sajandil tõestati igiliikuri põhimõtteline teostamatus, lõid teadlased tuhandeid leiutisi, kuid ei suutnud unistust reaalsuseks muuta.

• Ihak-Rubiner F. Püsiliikur. M., 1922.
• Ord-Hume A. Igiliikur. Ühe kinnisidee lugu. Moskva: teadmised, 1980.
• Michal S. Püsiliikur eile ja täna. M.: Mir, 1984.
• Perelman Ya. I. Meelelahutuslik füüsika. Raamat. 1 ja 2. M.: Nauka, 1979.