Вечный двигатель первого рода невозможен так как

Вечный двигатель: возможен ли он

Проблема создания вечного двигателя будоражит умы ученых уже не одну сотню лет, и с завидной регулярностью тот тут, то там всплывает «сенсационная» информация о том, что кому-то удалось создать этот вечный двигатель.

Давайте попытаемся разобраться, почему до сих пор не собрали реально работающий вечный двигатель и возможен ли он в принципе.

Типы вечных двигателей

Вечные двигатели можно условно разделить на два типа:

  • Первый тип — это изделия, которые своей работой нарушают сразу два закона: Первый и Второй законы термодинамики.
  • Второй тип — это изделия, которые своей работой подвергают сомнению только Второй закон термодинамики.

Для примера давайте рассмотрим вот такой вариант невозможного двигателя:

Возьмем условный металлический шарик, и разместим его между разноименными полюсами сильного магнита.

При этом допустим, что изначально массивный металлический экран заслоняет шар от одного из полюсов под номером № 1, тогда под силой электромагнитного притяжения металлический шар начнет двигаться к полюсу под №2.

Как только шар приблизится к полюсу №2, экран перед полюсом №1 опускается, а экран перед полюсом №2 наоборот поднимается.

В результате этого металлический шар поменяет свое направление движения и начнет перемещаться к полюсу №1.

Так вот энергия будет извлекаться из самого катящегося шара, а если эти экраны расположены на концах такого балансира, то на их опускание и поднимание не будет тратиться энергия.

Вроде все красиво и по идее такой двигатель вполне может работать неограниченное время.

Главный недостаток подобного двигателя заключен в том, что при перемещении металлического экрана в магнитном поле в нем будет возникать электрический ток согласно закону электромагнитной индукции Фарадея.

Это в свою очередь означает, что в системе будет происходить утечка энергии по причине работы закона Ома.

Легко представить, что если магниты имеют достаточную силу, чтобы заставить перемещаться металлический шар, то будут также достаточно сильны, чтобы спровоцировать большие потери сопротивления в металлических экранах при их перемещении в магнитном поле.

Именно по этой причине такой привлекательный двигатель просто напросто не будет работать.

Это наиболее простой вариант «вечного двигателя», но на его примере можно понять, что на первый взгляд идеальный двигатель на поверку не будет работать, если не учесть все факторы, оказывающие влияние на него.

Но энтузиастов, создающих такие двигатели все не убавляется, поэтому еще в середине 20-го столетия, патентное бюро США, которое было просто завалено заявками, выдвинуло следующее требование к проектам вечных двигателей.

Вместе с технической документацией на получение патента обязательно предъявлять опытный рабочий образец.

После ввода такого требования шквал заявок иссяк полностью.

Конечно, я не берусь утверждать, что вечные двигатели невозможны в принципе. Скорее они невозможны с нашими современными технологиями.

Возможно, инженеры будущего в корне перевернут все существующие теории и напишут новую физику. Но пока реалии таковы, что вечный двигатель всего лишь несбыточная мечта.

А как вы считаете? Напишите об этом в комментариях, а также не забудьте про лайк и репост.

Источник

Почему вечный двигатель невозможен?

В ходе истории не раз возникали идеи двигателей, которые давали бы больше энергии, чем получали. Действительно, если бы удалось придумать такой двигатель очень большая часть проблем человечества могла бы быть решена. Однако все попытки создать вечный двигатель оказались безуспешными. В этой статье я рассмотрю несколько наиболее характерных моделей вечных двигателей, а также фундаментальные причины делающие вечные двигатели в принципе невозможными.

Впервые вечный двигатель был предложен в 12-м веке, в Индии математиком Бхаскарой Вторым. Он предложил сделать внутри колеса особые емкости со ртутью.

По его идее в одной части колеса переливающаяся ртуть всегда будет перевешивать ртуть во второй половине колеса и тем самым колесо будет постоянно вращаться.

Идею Бхаскары II не раз модифицировали, например заменяя ртуть шариками, рычагами, гирьками и т.д. однако суть оставалась той же самой. Вечное движение должно было достигаться постоянным неравновесием двух частей колеса.

Читайте также:  402 двигатель инжектор своими руками

Однако все подобные «вечные двигатели» в итоге оказывались неработоспособными. Проблема заключалась в том, что при неравном весе различных частей колеса смещался и его центр тяжести, что в итоге в какой-то из моментов приводило к остановке колеса в положении равновесия относительно нового центра тяжести.

Принципиально иным является идея вечного двигателя основанного на магнитах, как изображено на рисунке выше. Согласно идее его авторов магнит находящийся наверху будет тащить металлический шарик вверх по горке, затем шарик провалится в отверстие, скатится вниз и вновь будет притянут по горке вверх. И так до бесконечности.

В реальности же такой двигатель также неработоспособен. Расчеты показывающие его неработоспособность выходят за рамки данной статьи, скажу только что существует два основных сценарий. Либо магнит не сможет тащить шарик вверх, а если все же сможет, то шарик не провалится в отверстие, а будет притянут к магниту.

Разоблачение магнитного «вечного двигателя»

Еще в последнее время на ютубе в последнее время появилось множество видео с другой версией магнитного вечного двигателя. На лопастях вентилятора закреплялись кусочки металла и при приближении магнита, на видео четко видно, что лопасти начинают быстро вращаться.

Такие двигатели производят впечатление, но являются простым обманом: под кромкой вентилятора спрятана батарейка, а приближение магнита всего-лишь замыкает контакт между батарейкой и электродвигателем вентилятора.

Такие «вечные двигатели» относят к вечным двигателем первого рода . Это такие двигатели, которые не тратят энергию для совершения работы. Все они не могут быть работоспособными из-за того, что их принцип действия противоречит фундаментальному закону физики, а именно закону сохранения энергии .

Любой такой двигатель может работать только если имеет внешний источник энергии. Если где-то демонстрируется работающий «вечный двигатель» значит в нем, как в случае с вентилятором где-то спрятана батарейка или иной источник энергии.

Существуют также так называемые вечные двигатели второго рода . Их суть состоит в том, что такие двигатели должны использовать всю производимую работу для дальнейшего функционирования двигателя. Иными словами такой двигатель сам себя питает и имеет 100% коэффициент полезного действия.

Такие двигатели действительно не нарушают закон сохранения энергии. Но они противоречат другому не менее фундаментальному физическому закону — второму началу термодинамики.

Проблема в том, что невозможно создать такой двигатель, который бы преобразовывал всю энергию в работу без потерь. Все равно часть энергии будет тратиться на процессы внутри двигателя (хотя бы например из-за трения частей двигателя друг о друга).

Я сам в детстве пытался построить такой «вечный двигатель» по следующей схеме: аккумулятор приводит в действие электрический двигатель, электрических двигатель вращает ручку генератора, а генератор заряжает аккумулятор. Разумеется у меня ничего не вышло, так как потери энергии были слишком велики.

В настоящий момент практически ни в одной стране мира не рассматриваются новые заявки о создании вечных двигателей, так как давно установлено, что такие устройства теоретически невозможно и вопрос всегда лишь в том, где ошибся автор.

В то же время прогресс физики и химии особенно в последние годы просто огромен и существуют различные перспективные разработки, могущие в будущем привести к появлению источников «дармовой» энергии (термоядерный синтез, энергия вакуума и д.р.). Однако надо понимать, что эти устройства не будут «вечными двигателями» в классическом понимании этого слова и все равно будут получать энергию из внешних источников.

Источник

Почему вечный двигатель невозможен? Объясняем простыми словами

Сколько умов ломали свои головы для создания машины, которая будет производить больше полезной энергии чем тратить, но почему же у них так и ничего не получилось?

Ответ прост, любые прототипы не работают, а всё потому, что существует закон сохранения энергии, который гласит нам, что энергия не может быть ни создана, ни разрушена, она лишь преобразуется из одного состояния в другое. И что бы энергия сохранялась, она должна оставаться в одном единственном состоянии, и как следствие ничего не производить. А тот максимум затраченной энергии который мы можем получить, никак не может превышать затраченную энергию.

Другими словами: мы можем только сохранить энергию которую потратили для её образования и получить обратно мы можем не больше, чем то, что мы сохранили в качестве энергии.

Читайте также:  Как вернуть блеск двигателю

Теоретически, если предположить, что вечный двигатель всё же возможен, какие условия необходимо соблюсти?

  • Вечный двигатель должен работать в вакууме, что бы какое либо трение в пространстве отсутствовало вообще, иначе оно будет тормозить движущиеся элементы, и как следствие остановят машину.
  • Элементы машины не должны соприкасаться, связано это, опять же, с тепловыделением, на которое будет затрачена энергия производимая двигателем.
  • Двигатель должен быть бесшумным, потому как звук это тоже часть преобразованной энергии.

В целом, что бы существовал вечный двигатель, необходимо соблюсти условия таким образом, что бы он не затрачивал энергию на поддержание своей работоспособности. И конечно, если даже нам удастся создать механизм в этих условиях и он начнёт работать, то производить энергии он будет ровно столько, сколько было потрачено для его запуска.

Источник

Почему вечный двигатель невозможен?

Доброго времени суток. Человечество одержимо идеей создания вечного двигателя уже несколько веков. Первые прототипы вечных двигателей упоминаются уже в 12 веке, а именно в Индии. В стихотворениях Бхаскары описываются колёса, с прикрепленными внутри него сосудами, наполовину заполненными ртутью-они то и были первыми прототипами двигателя. Сегодня же проектировщики не отступают от подобной модели и вносят различные улучшения, но пока что тщетно. Давайте пробежимся по нескольким пунктам, из которых станет очевидно, почему создание вечного двигателя невозможно.

Принцип работы вечного двигателя.

В основе подобного изобретения является колесо, которое насажено на ось, а в движение его приводит грузы, прикреплённые к нему по окружности, а в современности используются часто магниты.

В теории должно выглядеть так. В статичном положение колесу сообщают энергию, крутанув его по часовой или против, а, опускающееся по направлению вращения, грузики должны добавлять энергию к скорости вращения и компенсировать массу грузов, идущих за ними.

Принцип магнитных двигателей почти такой же. На стенде, на котором закреплена конструкция, находится магнит, обращенный к двигателю одним полюсом, а закреплённые по окружности магниты поочередно обращены разными полюсами. Получается, что при запуске мотора первый магнит, например северным полюсом, притягивается к постаменту, на котором установлен магнит с южным полюсом и колесо приходит в движение, когда первый магнит, установленный на окружности, приближается к постаменту и достигает критической точки, в которой магниты должны притянуться и остановить механизм, в дело вступает следующий магнит, установленный на колесе, а его полюс будет таким же, как у магнита на стенде и он должен вытолкнуть первый магнит из зоны притяжения и так далее по цепочке.

Вроде бы всё логично, но почему же не удается достичь результата в подобном эксперименте?

Само существование вечных двигателей нарушило бы первый и второй законы термодинамики.

  1. Первый закон термодинамики гласит: энергия не появляется из ниоткуда и не может исчезнуть в никуда, она лишь переходит из одного состояния в другое.Механическая энергия переходит в теплоту и наоборот, всё что мы можем, только генерировать её. А вечный двигатель должен выделять энергии больше, чем ему её сообщили и иметь КПД больше 100%.Например, бензиновые двигатели имеют КПД в 20-25% полезной работы, из 10 литров бензина, которые требуются для преодоления 100 км пути, лишь 2-3 литра уходят на полезную работу, остальное топливо уходит на механических и тепловых потерь.
  2. У второго закона термодинамики несколько формулировок, а самая понятная, на мой взгляд, звучит так: теплота не может сама по себе переходить от менее нагретого тела к более нагретому без затрат из вне. В процессе работы двигателя происходит трение и поверхности нагреваются, тем самым мы теряем часть энергии, чтобы установка не нагревалась её нужно охлаждать, а это ведёт к дополнительным расходам.

Любой двигатель, по сути, генератор, а он не производит энергию в чистом виде, а лишь преобразует её, к тому же с потерями. Из всего этого следует, чтобы получить нужную энергию, в двигатель нужно вложить больше, чем он сможет нам отдать.

А что если создать долго работающий двигатель с максимальным КПД ?

Для создания подобного механизма, которое сможет отдать столько же, сколько в него вложили, нужно соблюсти несколько пунктов.

  1. Двигатель не должен иметь трущихся частей. Так как при трении будет происходить нагревание, нужно исключить из его конструкции любое трение, чтобы избежать механических и тепловых потерь.
  2. Двигатель должен работать в вакууме. Из школьного курса физики мы знаем, что вакуум-безвоздушное пространство. Поэтому двигатель должен работать в нём, так как в безвоздушном пространстве нечему замедлить его движение.

Но даже если соблюсти все пункты при создании двигателя, то мы не сможем получить энергии больше, чем в него вложили.

Источник

Физика для чайников. Урок 16. О вечном двигателе, или законы термодинамики

Вечный двигатель люди пытались создать еще с древних времен. Но ничего у них не вышло, ибо закон сохранения энергии никто не отменял (см. Физика для чайников. Урок 11. Энергия. Закон сохранения энергии ). Законы термодинамики тоже запрещают существование вечного двигателя. Что интересно, вечные двигатели классифицируется на:

Читайте также:  Двигатель honda dio не заводиться

· Вечный двигатель первого рода — неограниченно долго действующее устройство, способное бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов.

· Вечный двигатель второго рода — неограниченно долго действующая машина, которая, будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел.

Теперь перейдем к первому закону термодинамики. Одна из его формулировок: «Вечный двигатель перового рода невозможен». То есть, как бы вы ни хитрили с подвешиванием разных грузиков на колесе:

которые их должны вращать, без какого-то внешнего усилия или сжигания топлива это работать не будет. Почему? Да потому, что с одной стороны, грузик вращает колесо, а с другой стороны, те же грузики его тормозят.

Теперь перейдем к другим формулировкам первого закона термодинамики:

«Изменение внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты и работой, которую совершает эта система». Математически данную формулировку можно выразить вот такой формулой:

Теперь перевожу. Внутренняя энергия – это суть тепловая энергия. Мы не можем рассмотреть каждую частицу вещества (атом, молекулу), но мы можем иметь представление о некоторых статистических параметрах совокупности данных частиц, например, температура, давление газа, внутренняя энергия. Если мы нагрели газ, и он расширяясь толкал поршень, то он свершили тем самым работу A. Нагревая, мы сообщили ему тепловую энергию Q. Если не вся тепловая энергия истратилась на толкание поршня, то разница ушла во внутреннюю энергию. Как видим, и тут соблюдается закон сохранения энергии .

Еще одна формулировка первого закона термодинамики: «Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами». Математически эта формулировка выглядит так:

А теперь перейдем ко второму закону термодинамики. Одна из его формулировок: «Энтропия замкнутой системы может только возрастать». Как вы помните из урока Физика для чайников. Урок 15 , энтропия – это мера хаоса. То есть, беспорядок только нарастает, все стремиться к разрушению. И, как правило, процессы, при которых нарастает энтропия, необратимы. Например, если вы разбили тарелку, она не может сама взять и собраться из кусочков обратно. Тепловая энергия переходит от горячих тел к холодным, и никогда наоборот. Это, кстати, еще одна формулировка второго начала термодинамики: «Тепловая энергия может переходить только от более горячих тел к менее горячим». Ну, и отсюда третья формулировка: «Вечный двигатель второго рода невозможен».

Теперь перейдем к третьему закону термодинамики. У него тоже несколько формулировок:

· Энтропия любой системы при абсолютном нуле (0 градусов по Кельвину или примерно -273.15 по Цельсию) является постоянной и не зависит ни от каких переменных параметров (давление, объема и так далее).

· При абсолютном нуле энтропия равна нулю.

· Достижение абсолютного нуля невозможно.

Почему при абсолютном нуле энтропия равна нулю? Вспомним формулу энтропии Больцмана (см. Физика для чайников. Урок 15. Энтропия ):

Омега – количество микросостояний, которыми может быть выражено данное состояние в случае абсолютного нуля равно единице. То есть, никакого теплового движения частиц нет, система полностью детерминирована. Логарифм из единицы равно нулю, значит, и энтропия тоже будет равна нулю. Но так как энтропия замкнутой системы может только возрастать, а у тел, имеющих температуру выше абсолютного нуля, энтропия выше нуля, то ясно, что до нуля она никогда не уменьшится.

Источник

Adblock
detector