MOU Gimnazija br.7

Istraživački rad u fizici

Je li moguće stvoriti vječni motor?

Izvršio: učenica 10 "A" razreda

Buba Darija

Voditeljica: Dobrodumova Nadežda Petrovna

nastavnik fizike

Relevantnost

Sada je ljudski život ispunjen raznim tehnologijama koje nam olakšavaju život. Uz pomoć strojeva čovjek obrađuje zemlju, vadi naftu, rudu i druge minerale, seli itd. Glavno svojstvo strojeva je njihova sposobnost obavljanja posla. Vječni motor je takav zamišljeni mehanizam koji se neprestano pomiče i, osim toga, obavlja još neki koristan posao (na primjer, podiže teret). Zato je čovječanstvo stoljećima pokušavalo stvoriti vječni motor. No, nažalost, zbog velikog broja prijava izumitelja za izdavanje patenata za neradne trajne motore koje su izumili, niz nacionalnih patentnih ureda i akademija znanosti stranih zemalja odlučio je ne prihvaćati prijave za izume apsolutni motor za razmatranje, budući da je to u suprotnosti sa zakonom održanja energije.

Cilj

Proučiti mogućnost stvaranja vječnog motora, koristeći primjere neradnih modela vječnog motora.

Zadaci

1) Proučite literaturu o odabranoj temi

2) Proučiti najpoznatije modele perpetual motiona, otkriti razloge njihove krhkosti

3) Donesite zaključak na temelju odabranog materijala.

Uvod, odnosno značenje stvaranja perpetual motora

Što je vječni motor?

Vrste modela perpetual pokreta, tehnike i njihove kombinacije na temelju kojih se konstruiraju perpetualni motori

17 najpoznatijih trajnih motora i zašto ne rade

Zakoni prirode, isključujući mogućnost stvaranja perpetuum mobile

Pokušaji stvaranja vječnog motora često dovode do plodonosnih otkrića

Perpetuum mobile je postojanje koje znanstvenici ne poriču

Zaključak, odnosno moj stav prema podignutom cilju

Bibliografija

Uvod, odnosno značenje stvaranja perpetual motora

Suvremeni ljudski život nemoguć je bez upotrebe raznih strojeva koji život čine lakšim. Uz pomoć strojeva čovjek obrađuje zemlju, vadi naftu, rudu i druge minerale, seli itd. Glavno svojstvo strojeva je njihova sposobnost obavljanja posla.

Evo kako je izvanredni francuski inženjer Sadi Carnot pisao o značaju vječnog motora za čovječanstvo: sposoban razviti neograničenu količinu pokretačke sile, sposoban sukcesivno izvući iz mirovanja sva tijela prirode, ako su u ono, kršeći u njima načelo tromosti, sposobno je, konačno, izvući iz sebe potrebne sile da pokrene cijeli Univerzum, da podupre i neprekidno ubrza njegovo kretanje. Takvo bi doista bilo stvaranje pokretačke snage. Kad bi to bilo moguće, onda bi bilo beskorisno pokretačku snagu tražiti u strujama vode i zraka, u zapaljivom materijalu, imali bismo beskrajan izvor iz kojeg bismo mogli crpiti beskrajno.

U XII-XIII stoljeću započeli su križarski ratovi i pokrenulo se europsko društvo. Zanat se počeo brže razvijati, a strojevi koji su pokretali mehanizme bili su unaprijeđeni. To su uglavnom bili vodeni kotači i kotači koje su pokretale životinje (konji, mazge, bikovi koji hodaju u krug). Tako je nastala ideja da se osmisli učinkovit stroj koji pokreće jeftinija energija. Ako se energija uzima iz ničega, onda ne košta ništa i ovo je krajnje poseban slučaj jeftinoće – za ništa.

Ideja o vječnom motoru postala je još popularnija u 16.-17. stoljeću, u eri prijelaza na proizvodnju strojeva. Broj poznatih projekata perpetual motiona premašio je tisuću. Nisu samo slabo obrazovani obrtnici sanjali o stvaranju vječnog motora, već i neki istaknuti znanstvenici svog vremena, jer tada nije bilo temeljne znanstvene zabrane stvaranja takvog uređaja.

Već u 15.-17. stoljeću dalekovidni prirodoslovci kao što su Leonardo da Vinci, Girolamo Cardano, Simon Stevin, Galileo Galilei formulirali su načelo: „Nemoguće je stvoriti vječni motor“. Simon Stevin je bio prvi koji je na temelju tog načela izveo zakon o ravnoteži sila na nagnutoj ravnini, što ga je na kraju dovelo do otkrića zakona zbrajanja sila prema trokutu. pravilo (zbrajanje vektora).

Sredinom 18. stoljeća, nakon stoljeća pokušaja da se stvori vječni motor, većina znanstvenika počela je vjerovati da je to nemoguće učiniti. To je bila samo eksperimentalna činjenica.

Od 1775. godine, Francuska akademija znanosti odbijala je razmatrati projekte perpetual motiona, iako čak ni u to vrijeme francuski akademici nisu imali čvrste znanstvene osnove da iz temelja poriču mogućnost crpljenja energije iz ničega.

Nemogućnost dobivanja dodatnog rada iz ničega čvrsto je opravdana tek stvaranjem i odobravanjem "zakona održanja energije" kao univerzalnog i jednog od najosnovnijih zakona prirode.

Prvo je Gottfried Leibniz 1686. godine formulirao zakon održanja mehaničke energije. A zakon održanja energije kao univerzalni zakon prirode neovisno su formulirali Julius Mayer (1845), James Joule (1843–50) i Hermann Helmholtz (1847).

Što je vječni motor?

Vječni motor (latinski perpetuum mobile) je zamišljen, ali neizvediv motor koji nakon pokretanja radi neograničeno dugo vremena. Svaki stroj koji radi bez dotoka energije izvana, nakon određenog vremena, u potpunosti će potrošiti svoju rezervu energije za prevladavanje sila otpora i mora stati, jer bi nastavak rada značio dobivanje energije iz ničega.

Mnogi izumitelji pokušali su izgraditi stroj - vječni motor sposoban obavljati koristan posao bez ikakvih promjena unutar stroja. Svi ti pokušaji završili su neuspjehom. Perpetuum mobile je čarobna ideja da se ovo vječno kretanje ponovi u umjetnoj strukturi i učini da radi kao duh iz boce. Nije iznenađujuće da ideja o vječnom motoru i danas ima magičnu privlačnost. Projekti vječnog motora izgledaju iznutra očigledni običnoj osobi, pogotovo ako ih je on sam izmislio.

Vrste modela perpetual pokreta, tehnike i njihove kombinacije na temelju kojih se konstruiraju perpetualni motori.

Perpetuum mobile prve vrste- zamišljeni, kontinuirano djelujući stroj, koji bi, jednom pokrenut, obavljao posao bez primanja energije izvana. Vječni motor 1. vrste proturječi zakonu održanja i transformacije energije i stoga je neostvariv.

Perpetuum mobile druge vrste imaginarni toplinski stroj koji, kao rezultat kružnog procesa (ciklusa), u potpunosti pretvara toplinu primljenu iz bilo kojeg "neiscrpnog" izvora (okean, atmosfera itd.) u rad. Djelovanje vječnog motora 2. vrste ne proturječi zakonu održanja i transformacije energije, ali krši drugi zakon termodinamike, pa stoga takav motor nije izvediv. Može se izračunati da je hlađenjem oceana za samo jedan stupanj moguće dobiti energiju dovoljnu da zadovolji sve potrebe čovječanstva na sadašnjoj razini njegove potrošnje za 14.000 godina.

Perpetualni motor "treće vrste". Znanstveni izraz "perpetuum mobile treće vrste" ne postoji (ovo je šala), ali još uvijek postoje izumitelji koji žele izvući energiju iz "ničega". Ili gotovo ništa. Sada se "ništa" zove "fizički vakuum" i žele izvući neograničenu količinu energije iz "fizičkog vakuuma". Njihovi su dizajni jednostavni i naivni kao i oni njihovih prethodnika koji su živjeli prije nekoliko stoljeća. Novi trajni motori nazvani su "vakuumske elektrane"; izumitelji izvještavaju o fantastičnoj učinkovitosti takvih motora - 400%, 3000%! Nažalost, sada se stvaraju u cijenjenim projektantskim biroima, što ukazuje na nedovoljnu obuku suvremenih inženjera u području fizike. Rasprava o tome zašto se to događa izvan je okvira našeg postera. Ali ovi inženjeri su barem iskreno u zabludi. Nažalost, postoji još jedna kategorija kreatora vječnih motora. To su prevaranti, lukavi i prevaranti. Evo samo dva primjera:

1. Leonardo da Vinci nije bio samo veliki umjetnik, već i inženjer, organizator praznika, zabavnih atrakcija. Također se nekoliko godina trudio stvoriti vječni motor i došao do zaključka da je to nemoguće. Evo njegovih riječi, vrlo važnih za razumijevanje problema perpetualnog motora, izrečenih krajem 15. stoljeća: „Potraga za dizajnom vječnog kotača – izvora vječnog kretanja – može se nazvati jednim od besmislene zablude čovjeka. Stoljećima su svi koji su se bavili hidraulikom, vojnim strojevima i tako dalje trošili mnogo vremena i novca tražeći vječni motor. Ali sa svima njima se dogodilo isto što i sa tragačima za zlatom (alkemičarima): uvijek je postojala neka sitnica koja je ometala uspjeh. Moj mali rad će im koristiti: neće više morati bježati od kraljeva i vladara, a da ne ispune svoja obećanja. Unatoč tako jasnom shvaćanju nemogućnosti stvaranja vječnog motora, u Leonardovim bilježnicama postoje retki koji govore da je bio spreman javnosti predstaviti navodno "radni model" vječnog motora. U komentaru crteža imaginarnog perpetual motora, Leonardo je napisao: "Učinite model u velikoj tajnosti i naširoko objavite njegovu demonstraciju." Ovaj vječni motor bio je zasnovan na Arhimedovom zakonu i, znajući da motor neće raditi, Leonardo je namjeravao organizirati neprimjetan protok "žive vode" (tj. pokrenuti motor neprimjetno organiziranim vanjskim protokom voda). Povjesničari nagađaju zašto je Leonardo da Vinci pribjegao prijevari, ali činjenica ostaje. Čak su i veliki prirodni znanstvenici često vođeni neznanstvenim motivima. Što tek reći o običnim inženjerima koji su, nesebično vjerujući u svoje nagađanje, uvučeni u opasnu igru ​​s moćnicima, pokušavajući od njih dobiti sredstva za razvoj vlastitih, u ovom slučaju nerealnih uređaja. Često moraju "bježati od kraljeva i vladara a da ne održe obećanje".

2. Evo priče o Petru Velikom, koji je zamalo kupio navodno vječni motor za mnogo novca. Petar I. bio je izvanredan organizator industrijske proizvodnje i brodogradnje. Udubljivao se u tehničke detalje većine projekata i, naravno, brinuo ga je i problem perpetual motiona. Godine 1715-22, Petar je uložio mnogo truda da kupi vječni motor dr. Orphyreusa. Orfirejev "samohodni kotač" bio je vjerojatno najuspješnija perpetual-motion prevara ikada. Izumitelj je pristao prodati svoj automobil samo za 100.000 efimki (talira), što je tada bio ogroman iznos. Početkom 1725. car je htio osobno pregledati vječni motor u Njemačkoj, ali ubrzo je Petar umro. Evo tipičnog puta uspješnog inženjera koji je silom prilika, vjerovati, postao lopov. Orfirej je rođen u Njemačkoj 1680. godine, studirao je teologiju, medicinu, slikarstvo i konačno se prihvatio izuma "perpetual mobile". Sve do svoje smrti 1745. živio je od pristojne zarade koju je dobivao pokazujući automobil najprije na sajmovima, a potom i kod moćnih pokrovitelja, poput poljskog kralja i grofa od Hesse-Kassela. Landgrof od Hesse-Kassela organizirao je ozbiljne testove za Orfirejev vječni motor. Motor je zatvoren u prostoriji i upaljen, a zatim je soba zaključana, zapečaćena i čuvana. Dva tjedna kasnije, soba je otvorena, a kotač se još uvijek okretao "neumoljivom brzinom." Tada je grof organizirao još jedan test. Stroj je ponovno pokrenut, a sada nitko nije ušao u prostoriju četrdeset dana. Nakon otvaranja prostorije, stroj je nastavio s radom. Nevaljali izumitelj dobio je papir od Landgravea u kojem se navodi da "perpetuum mobile" pravi 50 okretaja u minuti, sposoban je podići 16 kg na visinu od 1,5 m, a također može pokretati mjeh i brusilicu. Stoga se Petar Veliki zainteresirao za prekrasan stroj. Ali nisu svi vjerovali Orfireju. Onaj tko bi ga uhvatio na varanju dobio je vrlo veliki bonus od 1000 maraka. Ali, kako to često biva, Orfirej je pao žrtvom domaće svađe. Posvađao se sa suprugom i njezinom sluškinjom, koja je znala tajnu “perpetual motorja”. Ispostavilo se da su “perpetual motor” doista pokrenuli ljudi koji su neprimjetno povukli tanku uže. Ti ljudi su bili brat izumitelja i njegova sluškinja. Orfirej je doista bio vrlo dobar izumitelj i rizična osoba ako je mogao skrivati ​​te ljude u zatvorenoj prostoriji grofa Hesse-Kassela nekoliko tjedana. Uostalom, morali su ne samo nešto pojesti, već i samo otići na WC. Karakteristično je da je Orfirej tvrdoglavo tvrdio da su njegova žena i sluge iz zlobe izvještavali o njemu: “cijeli svijet je pun zlih ljudi u koje je vrlo nemoguće povjerovati”. Izaslanik Petra Velikog, knjižničar i znanstvenik Schumacher, koji je pripremao dogovor s Orfirejem, napisao je Petru da francuski i engleski znanstvenici “poštuju sve te ponavljajuće mobitele i kažu da su protiv matematičkih principa”. To sugerira da je već sto trideset godina prije formulacije zakona održanja energije većina znanstvenika bila uvjerena da je nemoguće stvoriti vječni motor.

Perpetualni motori obično su dizajnirani korištenjem sljedećih tehnika ili njihovih kombinacija:

jedan). dizanje vode arhimedovim vijkom;

2). porast vode uz pomoć kapilara;

3). korištenje kotača s neuravnoteženim utezima;

4). prirodni magneti;

pet). elektromagnetizam;

6). pare ili komprimiranog zraka.

17 najpoznatijih trajnih motora i zašto ne rade

Projekt 1. Kotač s kuglicama koje se kotrljaju

Ideja izumitelja: Kotač u kojemu se kotrljaju teške kugle. U bilo kojem položaju kotača, utezi na desnoj strani kotača bit će udaljeniji od središta od utega na lijevoj polovici. Stoga desna polovica uvijek mora povući lijevu polovicu i pokrenuti kotač. Dakle, kotač se mora stalno okretati.

Iako su utezi na desnoj strani uvijek udaljeniji od središta od utega na lijevoj strani, broj tih utega je tek toliko manji da se zbroj utega utega pomnoži s projekcijom polumjera okomitih na smjer gravitacije, desno i lijevo, jednake su (FiLi = FjLj) .

Projekt 2. Lanac kuglica na trokutastoj prizmi

Ideja izumitelja: Lanac od 14 identičnih kuglica bačen je kroz trokutnu prizmu. Na lijevoj su strani četiri lopte, na desnoj dvije. Preostalih osam loptica balansiraju jedna drugu. Posljedično, lanac će doći u trajno kretanje u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Zašto motor ne radi: Opterećenja pokreće samo komponenta gravitacije koja je paralelna s nagnutom površinom. Na dužoj podlozi ima više utega, ali je kut nagiba plohe proporcionalno manji. Prema tome, gravitacija tereta s desne strane, pomnožena sa sinusom kuta, jednaka je težini tereta s lijeve strane, pomnoženoj sa sinusom drugog kuta.

Projekt 3. "Bird Hottabych"

Ideja izumitelja: Tanki stakleni konus s vodoravnom osi u sredini zalemljen je u malu posudu. Slobodni kraj stošca gotovo dodiruje njegovo dno. U donji dio igračke ulije se malo etera, a gornji, prazan, izvana se zalijepi tankim slojem vate. Čaša vode stavlja se ispred igračke i naginje, tjerajući je da "pije". Ptica se počinje savijati i uranjati glavu u čašu dva-tri puta u minuti. S vremena na vrijeme, neprekidno, dan i noć, ptica se klanja sve dok čaša ne ostane bez vode.

Glava i kljun ptice prekriveni su vatom. Kada ptica "pije vodu", vata postaje zasićena vodom. Kada voda ispari, temperatura ptičje glave se smanjuje. Eter se ulijeva u donji dio tijela ptice, iznad kojeg se nalaze eterske pare (zrak se ispumpava). Kako se glava ptice hladi, tlak pare u gornjem dijelu opada. Ali pritisak na dnu ostaje isti. Višak tlaka eternih para u donjem dijelu podiže tekući eter u cijev, glava ptice postaje teža i naginje se prema staklu.

Čim tekući eter dođe do kraja cijevi, tople eterske pare iz donjeg dijela će pasti u gornji dio, tlak pare će se izjednačiti i tekući eter će teći dolje, a ptica će ponovno podići kljun, dok će hvatanje vode iz stakla. Ponovno počinje isparavanje vode, glava se hladi i sve se ponavlja. Ako voda ne ispari, onda se ptica ne bi pomaknula. Za isparavanje iz okolnog prostora troši se energija (koncentrirana u vodi i okolnom zraku).

"Pravi" vječni motor mora raditi bez trošenja vanjske energije. Stoga Hottabychova ptica zapravo nije vječni motor.

Projekt 4. Plutajući lanac

Ideja izumitelja: Visoki toranj ispunjen je vodom. Kroz remenice postavljene na vrhu i dnu tornja baca se uže s 14 šupljih kubičnih kutija sa stranicom od 1 metar. Kutije u vodi, pod djelovanjem Arhimedove sile usmjerene prema gore, trebale bi uzastopno isplivati ​​na površinu tekućine, vukući za sobom cijeli lanac, a kutije s lijeve strane silaze pod djelovanjem gravitacije. Tako kutije padaju naizmjenično iz zraka u tekućinu i obrnuto.

Zašto motor ne radi: Kutije koje ulaze u tekućinu nailaze na vrlo jak otpor tekućine, a rad da ih se gurne u tekućinu nije manji od rada Arhimedove sile kada kutije isplivaju na površinu.

Projekt 5. Arhimedov vijak i vodeno kolo

Ideja izumitelja: Arhimedov vijak, rotirajući, podiže vodu u gornji spremnik, odakle istječe iz ladice u mlazu koji pada na lopatice vodenog kotača. Vodeni kotač rotira brusni kamen i istovremeno pomiče, uz pomoć niza zupčanika, isti Arhimedov vijak koji podiže vodu u gornji spremnik. Vijak okreće kotač, a kotač okreće vijak! Ovaj projekt, koji je davne 1575. godine izmislio talijanski mehaničar Strada Stariji, potom je ponovljen u brojnim varijacijama.

Zašto motor ne radi: Većina dizajna perpetual motion zapravo bi mogla funkcionirati da nije postojalo trenje. Ako se radi o motoru, moraju postojati pokretni dijelovi, što znači da nije dovoljno da se motor sam okreće: potrebno je i generirati višak energije za prevladavanje sile trenja, koja se ni na koji način ne može ukloniti.

Projekt 6. Na temelju Brownovog kretanja molekula plina.

Ideja izumitelja: Na osovinu je montiran zaskočni kotač, a uz njega je oprugom pritisnut mali zasun (pas). Na drugom kraju osovine montirane su četiri oštrice koje se nalaze u posudi s plinom. Podrazumijeva se da je uređaj vrlo malih, molekularnih razmjera, iz područja nanotehnologije. Molekule plina kontinuirano i kaotično bombardiraju oštrice, uzrokujući da se osovina trza u jednom ili drugom smjeru. Ali čegrtaljka se može okretati samo u jednom smjeru, jer pas ne dopušta da se okrene u drugom smjeru. Ispada da će se kotač neprestano okretati zbog Brownovog gibanja molekula plina. Ovaj vječni motor ne krši zakon održanja energije. Jednostavno koristi energiju toplinskog kretanja molekula.

Zašto motor ne radi: krši drugi zakon termodinamike.

Projekt 7. Magnet i korita

Ideja izumitelja: Na postolje se postavlja jak magnet. Na njega su naslonjena dva nagnuta korita, jedno ispod drugog, a gornje korito u gornjem dijelu ima malu rupu, a donje je na kraju zakrivljeno. Ako se, zaključio je izumitelj, mala željezna kugla B stavi na gornje korito, tada će se zbog privlačenja magneta A lopta otkotrljati prema gore; međutim, došavši do rupe, pasti će u donji žlijeb N, otkotrljati se niz njega, potrčati po zaobljenju D ovog žlijeba i pasti na gornji žlijeb M; odavde, privučen magnetom, opet će se zakotrljati, ponovno propasti kroz rupu, ponovno se otkotrljati i opet se naći na gornjem žlijebu, da bi se ponovno počeo kretati iz početka. Tako će lopta neprestano trčati naprijed-natrag, izvodeći "perpetual motion". Dizajn ovog magnetskog perpetuum mobilea opisao je u 17. stoljeću engleski biskup John Wilkens.

Zašto motor ne radi: Izumitelj je mislio da će lopta, nakon što se otkotrlja niz padobran N do njegovog donjeg kraja, i dalje imati dovoljnu brzinu da je podigne zaokruženje D. To bi bio slučaj kada bi se lopta kotrljala samo pod utjecajem gravitacije: tada kotrljalo bi se ubrzano. Ali naša lopta je pod djelovanjem dviju sila: gravitacije i magnetskog privlačenja. Potonje je, prema pretpostavci, toliko značajno da može natjerati loptu da se podigne iz položaja B u C. Dakle, duž žlijeba N, lopta će se kotrljati ne ubrzano, već polako, pa čak i ako dođe do donjeg kraja, tada , u svakom slučaju, neće akumulirati brzinu potrebnu za podizanje zaobljenog D.

Projekt 8. "Vječna vodoopskrba"

Ideja izumitelja: Tlak vode u velikom spremniku mora stalno istiskivati ​​vodu kroz cijev u gornji spremnik.

Projekt 9. Automatsko navijanje sata

Ideja izumitelja: Osnova uređaja je živin barometar velike veličine: posuda sa živom obješena u okvir i velika tikvica sa živom okrenuta naopako. Posude su učvršćene pomično jedna u odnosu na drugu; kada se atmosferski tlak poveća, tikvica se spušta, a posuda se diže, dok kada se tlak smanjuje, obrnuto. Oba pokreta uzrokuju da se mali zupčanik okreće uvijek u jednom smjeru i podiže utege sata kroz sustav zupčanika.

Zašto to nije vječni motor: Energija nužna za rad sata "crpi" se iz okoline. Zapravo, ovo se ne razlikuje puno od vjetroturbine – osim što je iznimno male snage.

Projekt 10 Ulje koje se diže iz fitilja

Ideja izumitelja: Tekućina ulivena u donju posudu fitiljem se diže u gornju posudu koja ima žlijeb za ispuštanje tekućine. Kroz odvod tekućina pada na lopatice kotača, uzrokujući njegovo rotiranje. Nadalje, ulje koje je poteklo opet se diže kroz fitilje do gornje posude. Tako se mlaz ulja koji teče niz žlijeb na kotač ne prekida ni na sekundu, a kotač mora uvijek biti u pokretu.

Zašto motor ne radi: S gornjeg, savijenog dijela fitilja, tekućina neće teći dolje. Kapilarno privlačenje, prevladavajući gravitaciju, podiglo je tekućinu prema fitilju - ali isti razlog zadržava tekućinu u porama mokrog fitilja, sprječavajući da kaplje iz njega.

Projekt 11. Kotač s ležećim utezima

Ideja izumitelja: Ideja se temelji na korištenju kotača s neuravnoteženim utezima. Sklopivi štapovi s utezima na krajevima pričvršćeni su na rubove kotača. U bilo kojem položaju kotača, utezi s desne strane bit će bačeni dalje od središta nego s lijeve strane; ova polovica, dakle, mora povući lijevu i tako natjerati kotač da se okrene. To znači da će se kotač vrtjeti zauvijek, barem dok se osovina ne istroši.

Zašto motor ne radi: Utezi na desnoj strani uvijek su dalje od središta, međutim, položaj kotača je neizbježan, u kojem je broj tih utega manji nego na lijevoj. Tada je sustav uravnotežen - dakle, kotač se neće okretati, ali će se nakon nekoliko zamaha zaustaviti.

Projekt 12. Instalacija inženjera Potapova

Ideja izumitelja: Hidrodinamička termoelektrana Potapova s ​​faktorom učinkovitosti većim od 400%. Električni motor (EM) pokreće pumpu (NS), tjerajući vodu da cirkulira oko kruga (prikazano strelicama). Krug sadrži cilindrični stup (OK) i bateriju za grijanje (BT). Kraj cijevi 3 može se spojiti na stup (OK) na dva načina: 1) na središte stupa; 2) tangencijalno na kružnicu koja tvori zid cilindričnog stupa. Kada je spojen prema metodi 1, količina topline koja se predaje vodi jednaka je (uzimajući u obzir gubitke) količini topline koju baterija (BT) zrači u okolni prostor. Ali čim se cijev spoji prema metodi 2, količina topline koju emitira baterija (BT) povećava se 4 puta! Mjerenja naših i stranih stručnjaka pokazala su da kada se na elektromotor (EM) dovede 1 kW, baterija (BT) daje onoliko topline koliko je trebala dobiti uz utrošak od 4 kW. Prilikom spajanja cijevi prema metodi 2, voda u stupcu (OK) dobiva rotacijsko kretanje, a upravo taj proces dovodi do povećanja količine topline koju daje baterija (BT).

Zašto motor ne radi: Opisana instalacija doista je montirana u NPO Energia i, prema riječima autora, radila je. Izumitelji nisu dovodili u pitanje ispravnost zakona održanja energije, ali su tvrdili da motor crpi energiju iz "fizičkog vakuuma". Što je nemoguće, budući da fizički vakuum ima najnižu moguću razinu energije i iz njega je nemoguće crpiti energiju.

Čini se da je najvjerojatnije prozaičnije objašnjenje: dolazi do neravnomjernog zagrijavanja tekućine po presjeku cijevi i zbog toga dolazi do pogrešaka u mjerenju temperature. Također je moguće da se, protiv volje izumitelja, energija "upumpa" u instalaciju iz električnog kruga.

Projekt 13. Spojevi dinamo s elektromotorom

Ideja izumitelja: Remenice elektromotora i dinamo spojene su pogonskim remenom, a žice s dinama spojene su na motor. Ako se dinamo-stroju da početni impuls, tada će ga struja koju on generira, ulazeći u motor, pokrenuti; energiju kretanja motora remen će prenijeti na remenicu dinama i pokrenuti ga. Dakle, smatraju izumitelji, strojevi će se pomicati jedni druge, a to kretanje nikada neće prestati dok se oba stroja ne istroše.

Zašto motor ne radi:Čak i kada bi svaki od povezanih strojeva bio 100% učinkovit, mogli bismo ih natjerati da se kreću na ovaj način bez zaustavljanja samo u odsutnosti trenja. Kombinacija ovih strojeva (njihov "agregat", jezikom inženjera) je u biti jedan stroj koji se sam pokreće. U nedostatku trenja, jedinica bi se, kao i svaka remenica, kretala zauvijek, ali od takvog kretanja ne bi se mogla izvući nikakva korist: bilo bi dovoljno prisiliti "motor" na vanjski rad i on bi se odmah zaustavio. Pred nama bi bio perpetual motion, ali ne perpetual motion. U prisutnosti trenja, jedinica se uopće ne bi pomicala.

Projekt 14. Na temelju Arhimedovog vijka

Ideja izumitelja: LM dio je drveni cilindar u kojem je urezan spiralni utor. U uređaju je ovaj cilindar zatvoren limenim pločama AB. Tri vodena kotača označena su slovima H, I, K, a spremnik za vodu koji se nalazi ispod označen je slovima CD. Kada se cilindar okreće, sva voda koja se diže iz spremnika će teći u posudu E, a iz ove posude će se izliti na kotač H i stoga će zakrenuti kotač i cijeli vijak u cjelini. Međutim, ako količina vode koja padne na kotač H nije dovoljna za okretanje vijka, tada će biti moguće koristiti vodu koja teče iz ovog kotača u posudu F i pada dalje na kotač I. Kao rezultat toga, sila voda će se udvostručiti. Ako to nije dovoljno, tada se voda koja ulazi u drugi kotač I može usmjeriti na posudu G i na treći kotač K. Ova kaskada se može nastaviti ugradnjom onoliko dodatnih kotača koliko dopuštaju dimenzije cijelog uređaja.

Zašto motor ne radi: Uređaj neće raditi iz dva razloga. Prvo, voda koja se diže ne stvara nikakav značajniji tok, koji potom juri prema dolje. Drugo, ovaj tok, čak ni u obliku kaskade, nije u stanju zakrenuti vijak.

Projekt 15. Na temelju Arhimedovog zakona

Ideja izumitelja: Dio drvenog bubnja, postavljenog na osovinu, cijelo vrijeme je uronjen u vodu. Ako je Arhimedov zakon istinit, tada bi dio uronjen u vodu trebao isplivati ​​i, čim je sila uzgona veća od sile trenja na osi bubnja, rotacija nikada neće prestati ...

Zašto motor ne radi: Bubanj se neće pomaknuti. Smjer djelujućih sila uvijek će biti okomit na površinu bubnja, tj. duž polumjera na os. Svatko iz svakodnevnog iskustva zna da je nemoguće okretati kotač primjenom sile duž polumjera kotača. Da bi se izazvala rotacija, potrebno je primijeniti silu okomitu na polumjer, tj. tangentu na opseg kotača. Sada nije teško razumjeti zašto će i u ovom slučaju pokušaj implementacije "vječnog" kretanja završiti neuspjehom.

Projekt 16. Na temelju privlačenja magneta

Ideja izumitelja:Čelična kugla C neprestano privlači magnet B, koji je smješten tako da se pod njegovim utjecajem okreće kotač s prorezima u naplatku. (Vidi sl.) Dok se lopta kreće, kotač se također okreće.

Zašto motor ne radi: gravitacija i magnetska privlačnost međusobno se uravnotežuju.

Projekt 17. Glasni satovi

Ovaj "radijski sat" javnosti je 1903. demonstrirao John William Strutt (Lord Rayleigh). Godinu dana kasnije dobio je Nobelovu nagradu za fiziku.

Ideja izumitelja: Mala količina soli radija stavlja se u staklenu cijev (A), koja je izvana obložena vodljivim materijalom. Na kraju cijevi nalazi se mjedeni čep s kojeg visi par zlatnih latica. Sve je to u staklenoj tikvici iz koje se ispumpava zrak. Unutrašnjost konusa prekrivena je vodljivom folijom (B) koja je uzemljena kroz žicu (C).

Negativni elektroni (beta zrake) koje radij emitira prolaze kroz staklo, ostavljajući središnji dio pozitivno nabijenim. Kao rezultat toga, zlatne latice, odbijene jedna od druge, razilaze se. Kada dotaknu foliju, dolazi do pražnjenja, latice se spuštaju i ciklus počinje ponovno. Vrijeme poluraspada radija je 1620 godina. Stoga takvi satovi mogu raditi mnogo, mnogo stoljeća bez vidljivih promjena.

Svojedobno su satovi radija bili pravi perpetuum mobile, budući da priroda nuklearne energije nije bila poznata, a nije bilo ni jasno odakle energija dolazi. S razvojem znanosti postalo je jasno da zakon održanja energije i dalje trijumfira, a nuklearna energija također se pokorava tom zakonu, kao i svi drugi oblici energije.

Zašto se motor ne koristi?: Snaga ovog motora, koju on izvodi u sekundi, toliko je zanemariva da se nijedan mehanizam ne može pokrenuti. Za postizanje bilo kakvih opipljivih rezultata potrebno je imati puno veću zalihu radija. Ako se prisjetimo da je radij iznimno rijedak i skup element, slažemo se da bi bespovratni motor ove vrste bio previše poguban.

Zakoni prirode koji isključuju mogućnost stvaranja perpetuum mobilea

Da bi vječni motor radio, mora se opskrbljivati ​​energijom. Drugim riječima, mora ga proizvesti u dovoljnim količinama, bez ikakvog vanjskog izvora. Zamislite da trebate izračunati ravnotežu energije utrošene na izvođenje ove ili one vrste posla, bilo da se radi o kretanju oceanskog broda, zabijanju čavala ili letenju nadzvučnom brzinom. U svakom slučaju, količina potrošene energije uvijek mora biti jednaka količini energije proizvedene ili oslobođene kao rezultat rada. Energija koju slobodno nazivamo izgubljenom zapravo ne nestaje. Jednostavno prelazi u drugi oblik, dok je mogućnost daljnje transformacije u mehaničku ili električnu energiju isključena. To se događa jer se trenje zagrijava, a dio energije se oslobađa u obliku topline. A to, općenito govoreći, vrijedi za gubitke bilo koje vrste energije, jer se oni na kraju uvijek pretvaraju u toplinu. Ista se ideja može izraziti i drugim riječima: u svim slučajevima ukupna konačna količina energije jednaka je njezinoj ukupnoj početnoj količini. Energija ne nastaje i ne nestaje, već prelazi u drugi oblik, ponekad malokoristan ili potpuno beskorisan. Primjerice, toplina proizvedena u motoru s unutarnjim izgaranjem je nepotreban, a opet neizbježan proizvod pretvorbe energije. Njime se može, recimo, zagrijati unutrašnjost automobila, ali radili to mi ili ne, ionako će dio posla koji obavlja motor utrošiti na gubitke topline. Sve gore spomenuto je bit najvažnijeg zakona prirode – zakona održanja energije, odnosno prvog zakona termodinamike. Već smo rekli da vječni motor mora obavljati koristan rad bez ikakvih vanjskih izvora energije. Jednostavno rečeno, u njemu se ne smije sagorijevati gorivo i na njega se ne smiju primjenjivati ​​mehaničke sile. Postoje brojni dokazi da je potraga za tako neostvarivim strojem postavila temelje mehanici kao znanosti. Veliki znanstvenici prošlosti prihvatili su kao aksiom nemogućnost stvaranja perpetuum mobilea i tako pomogli da se klice nove znanosti probiju.

Ponekad je lako dokazati bezvrijednost jednog ili onog perpetum-motion projekta i time pokazati da ova konkretna metoda njegove provedbe neće dovesti do željenog rezultata. Ali to uopće ne znači da je mogućnost konstruiranja perpetuum mobilea drugim sredstvima automatski isključena. Stoga, sve dok zakon održanja energije nije jasno formuliran, stoljetnim iskustvom utvrđena nemogućnost stvaranja mehaničkog vječnog motora nije uopće značila nemogućnost stvaranja, recimo, kemijskog motora. Naravno, uzaludnost potrage za vječnim gibanjem prepoznata je i prije nego što je ovaj zakon postao vlasništvo znanosti. No, ovo mišljenje nije se temeljilo na nekim općim odredbama, već na analizi principa rada pojedinih "perpetual motornih strojeva". Pažljivo razmatranje sljedećeg projekta uvijek je otkrivalo neke teorijske greške, zbog kojih motor nije mogao raditi, a tvrdnje izumitelja su se pokazale neodrživim.

Filozofi, matematičari i inženjeri pridonijeli su razvoju danas općeprihvaćenog kriterija nepraktičnosti vječnog kretanja, koji proglašava nemogućnost stvaranja energije iz ničega. Zakon održanja energije postao je neizbježna prepreka za izumitelje perpetuum mobile. I svi pokušaji prevladavanja ove prepreke završili su neuspjehom, no ubrzo je formuliran još jedan opći stav koji je nazvan drugi zakon termodinamike. Ovaj početak, donekle pojednostavljen, kaže da se toplina ne može spontano povećati; drugim riječima, ako se više zagrijano tijelo dovede u dodir s manje zagrijanim, tada će se temperature izjednačiti, a ne povećati njihovu razliku. Ovaj fenomen (izjednačavanje temperature) dugo nije imao teorijsko objašnjenje. Prvi je formulirao njemački fizičar Rudolf Julius Emmanuel Clausis (1822-1888), drugi zakon termodinamike bio je čisto empirijski. Istina, istaknuta je analogija između promjene temperature tijela u dodiru i toka vode koja teče dolje pod utjecajem vlastite gravitacije, ali je situacija bila komplicirana činjenicom da nije bilo moguće utvrditi koje vanjske sile kontroliraju ovaj toplinski proces. Stoga, iako je pokus uvijek otkrivao smanjenje temperature, sve do zadnje četvrtine prošlog stoljeća izražavale su se sumnje u univerzalnost drugog zakona termodinamike. Štoviše, neki su znanstvenici pokušali dokazati da postoje slučajevi koji krše valjanost ovog načela. Godine 1875. objavljena je Maxwellova poznata "Teorija topline" u kojoj se navodi da se priroda djelovanja drugog zakona termodinamike može razjasniti sljedećim misaonim eksperimentom. Ako zamislimo neki uređaj koji bi sortirao molekule prema njihovoj brzini, tada bi bilo moguće zagrijati jednu polovicu određenog volumena plina, a hladiti drugu polovicu bez utroška rada i bez kršenja zakona održanja energije. Rezultat ovog mentalnog eksperimenta bit će povećanje topline u jednom dijelu posude s plinom i smanjenje u drugom. Tako modificiran, drugi zakon termodinamike dobio je vjerojatnost, a ne deterministički karakter. Krajem prošlog stoljeća fizičari Boltzmann i Planck postavili su znanstvene temelje za ovo pitanje. Boltzmann je posebno pokazao da je spontano izjednačavanje temperatura dvaju tijela rezultat prijelaza molekula tih tijela iz manje vjerojatnog u vjerojatnije stanje. Hipotetski prijenos topline s manje zagrijanog tijela na više zagrijano moguć je, ali malo vjerojatan, u svjetlu ovog dokaza. Ova se točka može ilustrirati jednostavnim primjerom. Zakon difuzije plinova vrlo je blizak zakonu prijenosa topline, budući da se u procesu difuzije molekule plina ravnomjerno raspoređuju. Ako se na plin ne utječe izvana, tada će postojati tendencija izjednačavanja njegove gustoće. Bilo bi u najmanju ruku čudno kada bi se plin, koji je izvorno imao jednoličnu gustoću, odjednom počeo nakupljati u jednom dijelu posude, dok bi u drugom ostavljao neispunjen prostor. Sličan, vrlo nevjerojatan fenomen dogodio bi se s prijelazom topline s manje zagrijanog na više zagrijano tijelo. Pretpostavimo sada da postoji mala posuda koja sadrži samo dvije molekule, po jednu u svakoj polovici posude. Te su molekule u stalnom kretanju, udaraju o zidove i nasumično skaču naprijed-natrag s jednog dijela posude na drugi. U ovom slučaju, očito je da postoje četiri moguće opcije za raspored molekula u prostoru:

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

U dvije od četiri varijante dolazi do vakuuma u jednoj polovici posude. Stoga je vjerojatnost takvog događaja 1/2, a možemo očekivati ​​da će jedan dio posude biti prazan pola vremena. S povećanjem broja molekula, vjerojatnost pojave vakuuma naglo pada. Uz ukupan broj molekula jednak n, vjerojatnost da će polovica posude biti prazna bit će (1/2)n-1. U praksi je broj molekula ogroman, pa je vjerojatnost takvog događaja blizu nule. Dakle, za pravi slučaj, kada razlika tlaka u dvije polovice jednog kubičnog centimetra plina ne prelazi jedan posto, vjerojatnost vakuuma u bilo kojoj polovici ove kocke je zanemariva, mala; takav se događaj može dogoditi jednom u 101016 godina! I premda ovi argumenti izgledaju prilično impresivno, jednu okolnost ipak treba razjasniti. Ne treba misliti da ako je pojava vakuuma tako rijedak događaj, onda stvarno moramo čekati na njegovu pojavu mnogo milijuna godina. Vakuum se može stvoriti čak i za minutu! Štoviše, vakuum se može pojaviti dva puta unutar jedne minute, ali vrlo kratko. Dr. Hale iz američkog Ureda za standarde sugerirao je da bi nas takav sustav dokaza mogao dovesti do sličnog zaključka o mogućnosti da se osjetna temperaturna razlika spontano pojavi u određenom volumenu plina. Poznato je da je temperatura određena brzinom kretanja njezinih molekula. Pri temperaturi za koju se pretpostavlja da je konstantna, brzine pojedinačnih molekula plina su daleko od jednolike. Međutim, svi su oni statistički raspoređeni oko prosječne vrijednosti, koja uvijek ostaje nepromijenjena. Pogledajmo ponovno mikroskopsku posudu koja sadrži samo četiri molekule. Neka ovaj put dvije molekule F1 i F2 budu brze, a dvije druge molekule S1 i S2 spore. Uz pretpostavku da nema promjena u gustoći plina, dobivamo šest različitih mogućnosti rasporeda molekula u posudi:

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

Prva četiri slučaja su slučajevi kada je temperatura plina ista u obje polovice posude, budući da suvremeni mjerni instrumenti daju njezinu prosječnu vrijednost. U zadnje dvije varijante postoji temperaturna razlika; vjerojatnost njihovog pojavljivanja za četiri molekule je 1/3.

Kako se broj molekula povećava, vjerojatnost bilo kakve zamjetne temperaturne razlike u dva dijela naše hipotetske posude naglo opada. Također treba imati na umu da u bilo kojem volumenu plina čiju temperaturu možemo mjeriti ili kontrolirati, temperatura svakog pojedinog vrlo malog njegovog dijela konstantno fluktuira u odnosu na kalibracijsku krivulju instrumenta, a općenito plin je temperaturno nehomogena kao površina oceana.nije potpuno ravna.

Dakle, vjerojatnost primjetne temperaturne razlike u plinu je vrlo mala. Ali ipak postoji, pa stoga ne treba samo prepoznati mogućnost prijenosa topline s manje zagrijanog tijela na toplije, već se i složiti da se takav prijelaz kontinuirano provodi, iako u tako beznačajnom obimu da smo malo je vjerojatno da će moći promatrati. Stoga, kako je tvrdio njemački filozof Carl Christian Planck (1819.-1880.), postoji mogućnost, iako vrlo mala, da će se voda smrznuti u kotliću postavljenom na vatru.

Prepoznavanje od strane znanstvenika mogućnosti, prvo, prijenosa topline s manje zagrijanog tijela na više zagrijano, i, drugo, pojava beznačajne, ali ipak zamjetne promjene temperature i gustoće, poslužilo je kao osnova za daljnje obrazloženje. Postavilo se pitanje je li moguće stvoriti uređaj u kojem bi se, kao rezultat takvih promjena, postupno povećavala temperaturna razlika, zbog čega bi bilo moguće obavljati koristan rad u budućnosti? To se pitanje nametnulo prije osamdesetak godina, a sam ovaj hipotetski uređaj ušao je u znanost pod imenom perpetual motor druge vrste. Ovo ime je dobio jer je morao raditi bez generiranja energije i suprotno drugom zakonu termodinamike.

Dizajn uređaja prvi je predložio Parižanin Lippmann 1900. godine, a zatim 1907. Svedberg iz grada Uppsale (Švedska). Godine 1912. Smoluchowski je objavio detaljnu teorijsku raspravu o ovom problemu. Pokazao je da se jedva isplati nadati se da će uz pomoć uređaja koji sadrži molekule plina biti moguće akumulirati ta rijetka "odstupanja" od drugog principa, budući da će svaki takav uređaj i sam biti podložan promjenama na molekularnoj razini. Neprekidna preraspodjela brzina molekula uništit će sve padove temperature koji su se trebali akumulirati u uređaju i koji su prijeko potrebni za njegov rad.

Čini se da je ovaj dokaz vrlo uvjerljiv, iako obeshrabrujući. Zaključak koji iz njega slijedi je izvanredan: drugi zakon termodinamike za duga razdoblja vrijedi samo u statističkom smislu.

Zanimljivo je da je trinaest godina kasnije, u ožujku 1925., govoreći osoblju američkog ureda za standarde, profesor Debye rekao: kako bi se pomirio fenomen svjetlosne interferencije s kvantnom teorijom, potrebno je pretpostaviti da zakon održanja energije istina je samo u statističkom smislu. Prema njegovom mišljenju, energija se može stvoriti u vrlo kratkim vremenskim razdobljima, a dugo će njena prosječna vrijednost ostati nepromijenjena. U Debyeovoj sugestiji postoji implicitni nagovještaj da je perpetual motion prve vrste, odnosno istinsko stvaranje energije, svojevrsna "znanstvena vjerojatnost", pa čak i "mogućnost".

Pokušaji stvaranja vječnog motora često dovode do plodonosnih otkrića

Izvrstan primjer je način na koji je Stevin, izvanredni nizozemski znanstvenik s kraja 16. i početka 17. stoljeća, otkrio zakon o ravnoteži sila na nagnutoj ravnini. Ovaj matematičar zaslužuje mnogo veću slavu od one koja mu je pala na sud, jer je napravio mnoga važna otkrića koja mi danas neprestano koristimo: izumio je decimalne razlomke, uveo korištenje eksponenata u algebru, otkrio hidrostatički zakon, koji je kasnije ponovno otkrio Pascal.

On je otkrio zakon o ravnoteži sila na nagnutoj ravnini, ne oslanjajući se na pravilo paralelograma sila, samo uz pomoć crteža, koji je ovdje reproduciran.

Lanac od 14 identičnih kuglica bačen je kroz trokutnu prizmu. Što će se dogoditi s ovim lancem? Donji dio, koji visi poput vijenca, sam je uravnotežen. Ali balansiraju li se druga dva dijela lanca? Drugim riječima: jesu li desne dvije lopte uravnotežene s četvorkom lijeve? Naravno, da – inače bi lanac uvijek išao sam s desna na lijevo, jer bi se svaki put na mjesto proklizanih loptica postavljale druge kuglice, a ravnoteža se nikada ne bi uspostavila. No, budući da znamo da se na ovaj način prebačeni lanac uopće ne pomiče sam od sebe, očito je da su dvije dešnjake doista uravnotežene s četiri ljevoruke. Ispada kao čudo: dvije lopte vuku istom snagom kao četiri.

Iz tog imaginarnog čuda Stevin je izveo važan zakon mehanike. On je ovako razmišljao. Oba lanca - i dugi i kratki - teže različito: jedan je lanac teži od drugog onoliko puta koliko je duga strana prizme duža od kratke. Iz ovoga slijedi da, općenito govoreći, dva utega povezana užetom međusobno balansiraju na nagnutim ravninama ako su njihove težine proporcionalne duljinama tih ravnina.

U konkretnom slučaju, kada je kratka ravnina okomita, dobivamo poznati zakon mehanike: da bi se tijelo zadržalo na nagnutoj ravnini, potrebno je u smjeru te ravnine djelovati silom koja je kao mnogo puta manja od težine tijela koliko je puta duljina ravnine veća od njezine visine.

Dakle, na temelju ideje o nemogućnosti vječnog motora, došlo je do važnog otkrića u mehanici. Osim toga, Simon Stevin je napravio mnogo dubokog, pionirskog rada u fizici i matematici. Utemeljio je i uveo u promet u Europi decimalne razlomke, negativne korijene jednadžbi, formulirao uvjete za postojanje korijena u zadanom intervalu i predložio metodu za njegovo približno izračunavanje. Stevin je vjerojatno bio prvi primijenjeni matematičar koji je svoje izračune doveo do broja. Kako bi riješio specifične praktične probleme, neprestano je razvijao primijenjeno računalstvo. Stevin im je pripisivao i računovodstvo, kao znanost o racionalnom upravljanju, odnosno stajao je na početku matematičkih metoda u ekonomiji. Stevin je vjerovao da je "svrha računovodstva odrediti cjelokupno nacionalno bogatstvo zemlje". Bio je nadzornik za vojna i financijska pitanja velikog zapovjednika, tvorca moderne regularne vojske, Moritza od Orangea. Njegova pozicija u modernim terminima je "zamjenik zapovjednika za logistiku".

U Samari živi zanimljiva osoba - izumitelj Aleksandar Stepanovič Fabristov, koji sada ima više od 80 godina. Još u mladosti bio je ponesen idejom o vječnom motoru, sastavio je mnogo njegovih dizajna, stvorio mnogo uzoraka, ali sve je bilo neuspješno. A tek prije 10-ak godina konačno je stvorio uređaj koji naziva "perpetual motion machine", a koji je, kako je uvjeren, sposoban generirati "besplatnu" energiju samo zahvaljujući silama gravitacije. Njegov uređaj nije tako zamršen u dizajnu i sastoji se od 8 metalnih "čaša" postavljenih na križnicu, olovnih kutova, začepljenja i dva luka zupčanika. "Čaša", pričvršćena na križ, kreće se u krug, prolazi kroz jedan luk - kvadrat unutar se pomiče i moćna ruka postaje veća. Prolazi kroz drugi - trg se diže na svoje izvorno mjesto. Dakle, ispada da četiri "čaše" s jedne strane imaju puno veću masu od čaša s druge, zbog djelovanja gravitacijskih sila. Nažalost, njegov "perpetual motion machine" nije patentiran i nije testiran, budući da naš ruski institut za ispitivanje patenata ne prihvaća projekte takvih motora na razmatranje. Izrada prototipa nije moguća samo za izumitelja, a čini se da je nepristojno da se industrijska poduzeća bave raznim izumima. No, u teoriji, ovo je ekološki motor koji ne kvari krajolik i prirodu, ne zagađuje atmosferu.

Prateći povijest, može se vidjeti da su neki izumitelji i znanstvenici gorljivo vjerovali u mogućnost stvaranja vječnog motora, dok su se drugi tome tvrdoglavo odupirali tražeći sve više i više novih istina. Galileo Galilei, dokazujući da se nijedno teško tijelo ne može izdići iznad razine s koje je palo, otkrio je zakon inercije. Dakle, koristi za znanost dolazile su i od vjernika i od nevjernika. Poznati fizičar, akademik Vitalij Lazarevič Ginzburg vjerovao je da je, u suštini, ideja o vječnom motoru znanstvena. Bilo da je to loše ili dobro, ali je pripremilo plodno tlo budućim prirodoslovcima da shvate više istine. Kako je profesor iz Tomska, filozof AK Sukhotin dobro rekao: "... stalno zagrijavajući interes, ideja o vječnom motoru postala je svojevrsni ideološki motor vječnog izgaranja, bacajući svježe trupce u peći, tražeći misli ."

U međuvremenu, zbog velikog broja zahtjeva izumitelja za izdavanje patenata za trajne motore koje su izumili, niz nacionalnih patentnih ureda i akademija znanosti stranih zemalja (osobito Pariška akademija znanosti usvojila je zabrana još u 17. stoljeću), odlučio uopće ne prihvatiti razmatranje prijave za izum apsolutnog motora, budući da je to u suprotnosti sa zakonom o održanju energije.

Boris Viktorovič Raushenbakh, svjetski poznati sovjetski akademik u području mehanike, takve odluke znanstvenih organizacija smatra pogrešnim i štetnim za daljnji razvoj znanosti. Tvrdi da znanost treba duboko istraživati, dokazivati ​​i strpljivo objašnjavati, a ne potiskivati ​​i, štoviše, ne zabranjivati ​​bilo kakve izume („ne stavljajte uzdu istraživačkoj aktivnosti gdje god se ona trošila“). Jasno je da se princip očuvanja energije ne može poljuljati nikakvim dizajnom vječnih motora, ali su moguća pojašnjenja, pojašnjenje opsega njegove primjene i presjek s drugim fizikalnim principima. Otkriveno je, na primjer, da je ovaj zakon u kombinaciji sa zakonom održanja mase, a takvo očitovanje koristilo je dubljem razumijevanju ova dva zakona.

Perpetuum mobile, čije postojanje znanstvenici ne poriču

Postoji jedan pravi vječni motor čije postojanje znanost ne poriče. Ovo je sam svemir.

Prema modernim konceptima, svemir je imao početak. Sve je počelo s Velikim praskom prije otprilike 15 milijardi godina. Što se dogodilo prije? Znanost obično odgovara da ovo pitanje nema smisla, budući da je vrijeme rođeno u isto vrijeme kad i Svemir, i ne postoji koncept "ranije" za singularitet Velikog praska, kao što ne postoji koncept "jug" za singularitet Velikog praska. Južni pol. Ovaj odgovor vas možda neće zadovoljiti. Onda ćemo te morati poslati blaženom Augustinu. Kažu da je na pitanje nevjernika što je Bog učinio prije nego što je stvorio vrijeme, blaženi Augustin odgovorio da je Bog osmislio poseban pakao za one koji će kasnije postavljati takva pitanja.

Nakon Velikog praska i do sada, Svemir se cijelo vrijeme širio. Tijekom tog širenja smanjuje se energija svih čestica u svemiru. Može se vidjeti ovako. Odaberimo vrlo veliku "kozmičku ćeliju" i vidimo kako se širi. Na njega će utjecati drugi dijelovi Svemira, budući da će, na primjer, svjetlost koju emitiraju ti dijelovi nakon nekog vremena doći u našu kozmičku stanicu. Kako uzeti u obzir ovaj utjecaj? U velikim razmjerima, svemir je homogen. To znači da se svjetlost koju emitiraju druge stanice ne razlikuje od onoga što se emitira u našoj stanici (kao i bilo koji drugi oblik energije). Stoga možete mentalno ukloniti sve ostale stanice Svemira, ali zamislite da je naša kozmička stanica okružena idealno reflektirajućim zidovima koji odražavaju sve što se emitira ili kreće unutar stanice. Tako se utjecaj drugih dijelova Svemira zamjenjuje samoutjecajem sadržaja kozmičke stanice. Ako je stanica dovoljno velika i svemir je homogen, ova zamjena je opravdana.

Ali zračenje vrši pritisak na zidove stanice i, kako se širi, djeluje. Stoga stanovnici svemirske ćelije gube energiju, kao što molekule plina gube energiju kada potisnu klip iz cilindra. Ali postoji velika razlika. Energija molekula pretvara se u kinetičku energiju cilindra. A u slučaju Svemira, isto se događa u svim stanicama, sve gube energiju. Gdje ide ta energija? Nigdje. Vjeruje se da zakon održanja energije nije primjenjiv na svemir u cjelini.

Međutim, to može značiti samo nepotpunost našeg znanja o svemiru. Neki znanstvenici vjeruju da se izgubljena energija pretvara u gravitacijsku energiju i da je ukupna energija Svemira još uvijek očuvana. Međutim, definicija gravitacijske energije svemira nije tako jednostavna i još uvijek izaziva burne rasprave.

Zaključak, odnosno moj stav prema podignutom cilju

Perpetuum mobile - vječni motor - romantični san asketa koji su čovječanstvu pokušali dati neograničenu moć nad prirodom, željeni izvor bogaćenja za šarlatane i avanturiste; stotine, tisuće nikad realiziranih projekata; lukavi mehanizmi koji su, činilo se, trebali proraditi, ali su iz nekog razloga ostali nepomični; slomljene sudbine fanatika, prevarene nade mecena... Ali zašto se sve to dogodilo? Zbog nepoznavanja elementarnih fizikalnih zakona, zbog želje da se sve izvuče iz ničega. Do sada su patentni uredi primali prijave s uređajima koji su u biti trajni motori. Očigledno, postoji neka misterija u samoj ideji o vječnom motoru, nečemu što tjera ljude da traže i traže njegovu tajnu. Ali, očito, ovako osoba radi ...

Osobno vjerujem da je stvaranje apsolutno vječnog motora nemoguće zbog elementarnih pravila fizike. No, stvaranje motora koji će raditi barem jedno stoljeće bez prestanka, po meni je prilično zanimljiv i rješiv zadatak.

Bibliografija

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

2. O. F. Kabardin, Fizika: Referentni materijali. M., 1991.

3. Kratki politehnički rječnik. M., 1956.

4. Ord-Khum A. Perpetual motion. M., 1980.

5. Perelman Ya. I. Zabavna fizika. M., 1991.

"Principi termodinamike" - Količina topline potrebna za grijanje. Energija. Thomson. Izoprocesi su poseban slučaj politropnog procesa. Formula. Zakon očuvanja energije. Termalni stroj. Rad s plinom. učinkovitost Carnotovog ciklusa. Izoproces. Dodajmo dvije jednadžbe. izobarni proces. Stanje ravnoteže.

"Drugi zakon termodinamike" - Inverzni Carnotov ciklus. Toplinska učinkovitost izravnog Carnotovog ciklusa. Dvije odredbe drugog zakona termodinamike. Toplina dobivena radom kompresije. Za odvijanje kružnog procesa potrebna su tri elementa. Količina topline. Drugi zakon termodinamike. Faktor hlađenja. Izravni Carnotov ciklus.

"Primjena prvog zakona termodinamike" - Promjena entalpije. Entropija. Klip. Količina dovedene topline. Dva principa prvog zakona termodinamike. Produžni rad. Prvi zakon termodinamike. Unutarnja energija plina. Entalpija plina. Entropija plina. Procijenjene vrijednosti. Rad ekspanzije plina.

"Termodinamičke i statističke metode" - Stanje termodinamičkog sustava. Apsolutna nulta temperatura je nedostižna. Jedinica za količinu tvari. Klajperon-Mendeljejeva jednadžba. Prosječna kinetička energija molekula. Posljedice iz Clausiusove jednadžbe. II početak termodinamike. statistička metoda. Molekularno-kinetička teorija idealnog plina.

"Radni program iz termodinamike" - Rad parne turbine. Sadržaj ovog razvoja. Učinkovitost. Motor s unutarnjim izgaranjem. Smanjen sadržaj kisika u zraku. Korištene tehnologije, metode, oblici organizacije aktivnosti. Trening i metodološki kompleks. razvojni zadaci. Izrada sata na temu "Toplinski motori".

"Izum strojeva za vječni motor" - Imaginarni mehanizam. Perpetuum mobile u teoriji. Sat s loptom. Bhaskarin kotač. Drevni model. Perpetuum mobile Orfireja. Arapski kotač za navodnjavanje. Arapski trajni motori. Greinacher motor. Barometarski vječni motor. Izum trajnih motora. Šuplji spremnici. Patka za piće.

U temi je ukupno 18 prezentacija

slajd 1

slajd 2

slajd 3

slajd 4

slajd 5

slajd 6

Slajd 7

Slajd 8

Slajd 9

slajd 10

slajd 11

slajd 12

slajd 13

slajd 14

slajd 15

slajd 16

slajd 17

slajd 18

slajd 19

slajd 20

slajd 21

slajd 22

slajd 23

slajd 24

slajd 25

slajd 26

slajd 29

MBOUSOSH №11

Prezentacija za lekciju na temu: "Vječni motor"

Izvršio: nastavnik fizike

Gluškova Tatjana Aleksandrovna

Novočerkask

CILJEVI

OBRAZOVNI

OBRAZOVNI

RAZVOJ

Obrazovni:

Uključivanje učenika u aktivan kognitivni proces na temu „Perpetuum mobile“. Formiranje vještina proučavanja fizikalnih pojmova u ovoj temi.

Obrazovni:

Njegovati pažljiv, dobronamjeran odnos prema odgovorima svojih kolega iz razreda, njegovati osobnu odgovornost za obavljanje kolektivnog rada.

Razvijanje:

Razvijanje vještina i sposobnosti učenika za samostalan ili grupni rad, širenje vidika, povećanje erudicije, razvijanje interesa za fiziku.

Tijekom nastave:

Odavno je poznato da ideja o vječnom motoru nije izvediva, ali je vrlo zanimljiva i informativna s gledišta povijesti razvoja znanosti i tehnologije. Uostalom, u potrazi za vječnim motorom, znanstvenici su uspjeli bolje razumjeti osnovne fizikalne principe. Štoviše, izumitelji vječnog motora su vrhunski primjeri za proučavanje određenih aspekata ljudske psihologije: domišljatost, ustrajnost, optimizam i fanatizam.

vječni motor ( iz grčkog perpetuum mobile, perpetuum mobile)

vječni motor ( Perpetuum mobile) – uređaj koji se temelji na mehaničkim, kemijskim, električnim ili drugim fizikalnim procesima. Kad se jednom pokrene, moći će raditi zauvijek i prestati samo kada mu bude izložen izvana.

Trenutno se Indija s pravom smatra pradomovinom prvih vječnih motora.

Sheme prvih vječitih strojeva izgrađene su na temelju jednostavnih mehaničkih elemenata, a čak su i u kasnijim vremenima uključivale poluge koje su bile pričvršćene po obodu kotača koji se okreće oko vodoravne osi.

• Podizanje vode arhimedovim vijkom;
• Porast vode uz pomoć kapilara;
• Korištenje kotača s neuravnoteženim utezima;
• prirodni magneti;
• elektromagnetizam;
• Para ili komprimirani zrak.

Pogreške vječnih motora

Promjena unutarnje energije sustava tijekom njegovog prijelaza iz jednog stanja u drugo jednaka je zbroju rada vanjskih sila i količine topline prenesene u sustav i ne ovisi o načinu na koji se taj prijelaz provodi. van. (Prvi zakon termodinamike)

“Ne postoji kružni proces čiji bi jedini rezultat bio proizvodnja rada hlađenjem toplinskog spremnika”

(Drugi početak

termodinamika)

To je postulat koji se ne može dokazati u okviru termodinamike. Nastao je na temelju generalizacije eksperimentalnih činjenica i dobio brojne eksperimentalne potvrde.

Perpetualni motori podijeljeni su u dvije velike grupe:

Perpetualni motori prve vrste ne izvlače energiju iz okoliša (npr. toplinu), dok fizičko i kemijsko stanje njegovih dijelova također ostaje nepromijenjeno. Strojevi ove vrste ne mogu postojati na temelju prvog zakona termodinamike.

Perpetualni motori druge vrste izvlači toplinu iz okoline i pretvara je u energiju mehaničkog gibanja. Takvi uređaji ne mogu postojati na temelju drugog zakona termodinamike.

Najraniji podaci o vječnim motorima.

Pokušaji proučavanja mjesta, vremena i uzroka ideje o vječnom motoru vrlo su težak zadatak. Najraniji podatak o perpetuum mobileu je spomen koji nalazimo kod indijskog pjesnika, matematičara i astronoma Bhaskara . Tako Bhaskara opisuje neku vrstu kotača s dugim, uskim posudama, napola ispunjenim živom, pričvršćenim koso uz rub. Princip rada ovog prvog mehaničkog perpetuum mobilea temeljio se na razlici u momentima gravitacije koju stvara tekućina koja se kreće u posudama postavljenim na obodu kotača. Bhaskara opravdava rotaciju kotača na vrlo jednostavan način: "Tako napunjen tekućinom kotač, koji je postavljen na os koja leži na dva fiksna oslonca, kontinuirano se rotira sam."

• Indijski ili arapski perpetuum mobile.

• Indijski ili arapski vječni motor s malim koso pričvršćenim posudama djelomično ispunjenim živom.

Varijanta vječnog motora istočnog porijekla.

Varijanta vječnog motora istočnog porijekla. Autor se ovdje oslonio na razliku u specifičnoj težini vode i žive.

Kotač s polugama tipičan je element vječitih motora.

Kotač s fleksibilnim zglobnim krakovima tipičan je element vječnih motora, koji su naknadno, na temelju ovog arapskog projekta, bili ponuđeni u mnogo različitih verzija.

Europski trajni motori

Prvi Europljanin, autor ideje "samohodnog automobila", smatra se srednjovjekovnim francuskim arhitektom. Villard d'Honnecourt podrijetlom iz Pikardije. Njegov model perpetual motion je hidraulična pila s automatskim dovodom drva. Villar je polazio od učinka gravitacije, pod čijim su se utjecajem protivutezi zavalili.

Villar d'Honnecourt vodena pila s automatskim dovodom drva

Ideja izumitelja: Na postolje se postavlja jak magnet. Na njega su naslonjena dva nagnuta korita, jedno ispod drugog, a gornje korito u gornjem dijelu ima malu rupu, a donje je na kraju zakrivljeno. Ako se mala željezna kugla stavi na gornji žlijeb, tada će se zbog privlačenja magneta otkotrljati prema gore, međutim, došavši do rupe, pasti će u donji žlijeb, otkotrljati se prema dolje, uzdići se duž završnog zaobljenja i opet pasti na gornji žlijeb. Tako će loptica trčati kontinuirano, pri čemu će se kretati neprestano.

Uređaj bi radio kada bi magnet djelovao na metalnu kuglu samo tijekom njenog uspona na postolje duž gornjeg žlijeba. No lopta se polako kotrlja prema dolje pod djelovanjem dviju sila: gravitacije i magnetskog privlačenja. Stoga do kraja spuštanja neće postići brzinu potrebnu da se uzdigne duž zaobljenja donjeg žlijeba i započne novi ciklus.

U kasnijim vremenima izumitelji su pokušali stvoriti vječni motor. U mnogim projektima, trajni motori pribjegavaju djelovanju gravitacije.

Točak s kotrljajućim kuglicama

Ideja izumitelja: Kotač u kojemu se kotrljaju teške kugle. U bilo kojem položaju kotača, utezi na desnoj strani kotača bit će udaljeniji od središta od utega na lijevoj polovici. Stoga desna polovica uvijek mora povući lijevu polovicu i pokrenuti kotač. Dakle, kotač se mora stalno okretati.

Zašto motor ne radi: Motor neće raditi jer takvi mehanizmi mogu raditi samo na račun početne opskrbe energijom koja im je prijavljena pri pokretanju; kada se ta rezerva potpuno potroši, perpetum motor će se zaustaviti.

Lanac kuglica na trokutastoj prizmi

Ideja izumitelja: Lanac od 14 identičnih kuglica bačen je kroz trokutnu prizmu. Na lijevoj su strani četiri lopte, na desnoj dvije. Preostalih osam loptica balansiraju jedna drugu. Posljedično, lanac će doći u trajno kretanje u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Zašto motor ne radi: Opterećenja pokreće samo komponenta gravitacije koja je paralelna s nagnutom površinom. Na dužoj podlozi ima više utega, ali je kut nagiba plohe proporcionalno manji. Prema tome, gravitacija tereta s desne strane, pomnožena sa sinusom kuta, jednaka je težini tereta s lijeve strane, pomnoženoj sa sinusom drugog kuta.

Kotač s ležećim utezima

Ideja izumitelja: Ideja se temelji na korištenju kotača s neuravnoteženim utezima. Sklopivi štapovi s utezima na krajevima pričvršćeni su na rubove kotača. U bilo kojem položaju kotača, utezi s desne strane bit će bačeni dalje od središta nego s lijeve strane; ova polovica, dakle, mora povući lijevu i tako natjerati kotač da se okrene. To znači da će se kotač vrtjeti zauvijek, barem dok se osovina ne istroši.

Zašto motor ne radi: Utezi s desne strane uvijek su dalje od središta, ali je neizbježno da će kotač biti postavljen tako da je broj tih utega manji nego na lijevoj. Tada je sustav uravnotežen - dakle, kotač se neće okretati, ali će se nakon nekoliko zamaha zaustaviti.

• Planeti se vrte oko Sunca milijardama godina, što je primjer vječnog kretanja. Primijećeno je davno . Naravno, znanstvenici su željeli ponoviti ovu sliku u manjem obimu, pokušavajući stvoriti idealan model vječnog motora. Unatoč činjenici da je u 19. stoljeću dokazana temeljna neizvedivost trajnog motora, znanstvenici su stvorili tisuće izuma, ali san nisu mogli ostvariti.

• Ihak-Rubiner F. Perpetualni motor. M., 1922.
• Ord-Hume A. Vječno kretanje. Priča o opsesiji. Moskva: Znanje, 1980.
• Michal S. Vječni motor jučer i danas. M.: Mir, 1984.
• Perelman Ja. I. Zabavna fizika. Knjiga. 1 i 2. M.: Nauka, 1979.