Вечные двигатели почему они невозможны

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

Читайте также:  Двигатель ваз 2110 глохнет на холостых и при переключении

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.

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.

Читайте также:  Какое масло лить в ауди а4 с двигателем адр

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.

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 невозможен вечный двигатель?

Идея создания двигателя, который будет работать вечно, сам по себе и обеспечит человечество дармовой энергией с давних времён будоражит умы учёных и изобретателей. Было создано много весьма остроумных проектов вечных двигателей, впрочем все их объединяет одно — они не работают.

Как известно вечные двигатели первого рода не могут работать из-за закона сохранения энергии, а вечные двигатели второго рода — из-за второго начала термодинамики.

Тем не менее на ютубе представлено довольно много якобы работающих вечных двигателей. В этой статье я бы хотел остановиться на причинах, по которым поделки представленные на видео не могут работать, а также высказать свои мысли по поводу того, каким образом авторам удалось добиться иллюзии работы этих устройств.

Несбалансированное колесо

Одним из самых просматриваемых на ютубе видео с якобы работающим вечным двигателем является двигатель представленный на гифке ниже.

На момент публикации данной статьи видео собрало 11 миллионов просмотров. На первый взгляд всё гениальное — просто. Вода в бутылках переливается, одна сторона колеса перевешивает вторую и колесо приходит во вращательное движение.

На самом деле эта идея совсем не нова и впервые пришла в голову, по видимому, древнеиндийскому математику Бхаскаре Второму. Вечные двигатели такого типа безуспешно пытались создавать сотни изобретателей с давних времён и до наших дней, но безуспешно. Включая, к примеру, таких выдающихся учёных и мыслителей как Игоанн Бесслер и Леонардо да Винчи.

Читайте также:  Ваз 21099 двигатель описание схема

Но вот у да Винчи не получилось, зато у ютубера с ником «тёплый кофе» получилось собрать такой двигатель из старого велосипедного колеса, пластиковых бутылок и пластмассовых хомутов. Звучит правдоподобно (нет). В ходе видео автор показывает агрегат со всех сторон и на первый взгляд не видно, чтобы к колесу каким-то образом подводились внешние источники энергии.

Тем не менее это всего-лишь несложный фокус и не более того. Мы ведь глядя на трюки иллюзионистов не считаем на полном серьёзе, что они и впрямь владеют магией, даже если с первого взгляда и трудно понять, как осуществлён тот или иной трюк.

В случае с якобы работающим колесом Бхаскары возможны два варианта:

1) Автору удалось каким-то образом очень сильно понизить трение внутри колеса. Система с низким трением действительно может вращаться довольно долго без видимых признаков замедления, но тем не менее все равно рано или поздно остановится. Наглядным примером являются популярные несколько лет назад спиннеры.

2) К колесу все же подведён внешний источник энергии. Наиболее вероятным является использование воздуходувки, т.е. напарник автора видео стоит за пределами кадра и с помощью воздуходувки дует на колесо, тем самым вызывая его вращение. Звук мерно крутящегося колеса в этом варианте записан отдельно и наложен на видео, а звук работающей воздуходувки вырезан.

Магнитная Рампа

Вторым примером якобы работающего вечного двигателя является реализация магнитного двигателя Джона Уилкинса. Выглядит и правда впечатляюще, но также как и в случае с предыдущим вариантом представляет собой простой обман.

Магнит расположенный сверху по видимому представляет собой муляж, а у основания тумбы закреплён электромагнит, запитанный от внешнего источника электроэнергии. Желобок на рампе по которому шарик катится вверх содержит два электрода из цепи, в которую входит электромагнит. Шарик оказываясь на рампе замыкает цепь, на электромагнит подается напряжение и шарик притягивается вверх по рампе. Как только шарик достигает отверстия в рампе, т.е перестает замыкать цепь — электромагнит выключается и шарик свободно падает. Затем шарик скатывается вниз и по инерции вновь влетает на рампу, где вновь замыкает цепь и так далее, пока не кончится электроэнергия в источнике питания электромагнита.

Как говорится: вечные двигатели — отличная штука, жаль только батарейки приходится часто менять.

Почему этот двигатель неработоспособен? Все очень просто. Сила притяжения магнита обратно пропорциональна квадрату расстояния. Т.е. сила притягивающая шарик внизу рампы была бы во много раз меньше, чем сила притягивающая шарик в непосредственной близости от магнита. Нет ни одной причины, по которой шарик не притянулся бы и не прилип к магниту, кроме одной — сила притяжения магнита в момент прохождения шарика над отверстием исчезает.

Заключение

Примерно так же обстоит дело с любым другим якобы работающим вечным двигателем на ютубе. Вопрос, которым нужно задаваться не «как он работает», а «как к нему подведен скрытый источник энергии».

При этом стоит сказать, что вполне могут работать так называемые псевдовечные двигатели. Т.е. двигатели использующие энергию окружающей среды, например энергию ветра, солнца, суточные колебания влажности и давления и т.п. Такие двигатели действительно могут работать весьма долго, но не будут являться вечными двигателями в прямом смысле этого понятия.

Вечный двигатель должен либо совершать больше работы, чем получать энергии (вечный двигатель первого рода), либо использовать 100% своей полученной энергии для совершения работы (вечный двигатель второго рода). Т.е. КПД вечного двигателя должен быть 100% или выше, чего очевидным образом у всевозможных ветряков и солнечных батарей не наблюдается.

Ставьте палец вверх если хотите видеть в своей ленте больше статей о космосе!

Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.

Источник

Adblock
detector