Вечный двигатель своими руками для детей

Кулибин и Вечный двигатель

Имя Ивана Петровича Кулибина давно стало нарицательным. Кулибиными называют талантливых изобретателей, мастеров, умельцев.

Об изобретениях самого Ивана Кулибина написано немало. Но биографы всегда старались обойти вниманием его работу над вечным двигателем, которая, казалось, не красит гениального механика.

В плену заблуждения

Мысль заняться изобретением чудо-двигателя зародилась у Кулибина в начале 70-х годов XVIII века, когда он служил механиком при Петербургской академии наук. Опыты над вечным двигателем отнимали у него не только время и силы, но и немалые личные средства, заставляя влезать в долги.

В те времена закон сохранения энергии еще не был точно обоснован. Кулибин не имел солидного образования, и ему, механику-самоучке, трудно было разобраться в этом непростом вопросе. Люди, окружавшие его, также не могли помочь. Одни не умели ясно объяснить его заблуждение. Другие сами не были убеждены в том, что энергия из ничего не берется и никуда не исчезает. Наконец, третьи сами верили, что вечный двигатель возможен, и побуждали Кулибина продолжать поиски.

К числу последних относился, например, известный писатель и журналист Павел Свиньин. В своей книге о Кулибине, изданной в 1819 году, спустя год после смерти Ивана Петровича, он, имея в виду кулибинский вечный двигатель, писал: «Жаль, что не удалось ему кончить сего важного изобретения. Может быть, он был бы счастливее своих предшественников, останавливавшихся на сем камне преткновения; может быть, он доказал бы, что вечное движение не есть химера механики. »

Вредные исследования

Удивительно, но работу Кулибина по изобретению вечного двигателя поддерживал даже великий Леонард Эйлер.’ «Любопытно заметить, — писал Свиньин, — что Кулибин поощрен был к сему открытию знаменитым математиком Эйлером, который на вопрос, какого он мнения насчет вечного движения, отвечал, что почитает его существующим в природе и думает, что оно обретется каким-нибудь счастливым образом, подобно откровениям, почитаемым до того невозможными». И Кулибин всегда обращался к авторитету Эйлера, когда ему приходилось защищать идею вечного двигателя от критиков.

Как известно, Парижская академия наук с 1775 года перестала принимать на рассмотрение проекты вечных двигателей. Вслед за ней подобное же решение вынесло Лондонское королевское общество. Наконец, в 1780 году и Петербургская академия наук сделала свое заявление на этот счет.

В «Известиях» академии была напечатана статья «Совет мечтающим об изобретении вечного или бесконечного движения». В ней говорилось: «Изобресть непрерывное движение совсем невозможно. Сии бесполезные исследования крайне вредны потому наипаче (особенно), что от них многие семейства разорились и многие искусные механики, которые могли бы оказать обществу знанием своим великие услуги, потеряли, достигая до решения сей задачи, все свое имение, время и труды».

Двигатель для всего

О том, читал ли эту статью Кулибин, никто не знает. Известно только, что несмотря на мнение Академии наук он со свойственным ему упорством продолжал работать над вечным двигателем с уверенностью, что даже эта задача будет рано или поздно решена.

Над вечным двигателем думал еще Леонардо да Винчи

Фантазия рисовала ему широчайшие перспективы применения невиданной машины. В обращении к сенатору И.Я. Аршеневскому он писал, что вечные двигатели могут быть использованы для перевозки различных тяжестей и на «легких, подобно дрожкам, возках», для транспортировки орудий во время войны, «поднимаясь и на горы», для движения морских военных кораблей.

«А особливо, — продолжал мечтать Кулибин, — полезны будут для судоходства на больших судоходных реках: как на Волге и ей подобных». Могут вечные двигатели, утверждал он, служить и в качестве стационарных, «к действию разных мельниц и других машин».

Ради таких замечательных перспектив, считал Кулибин, стоит поработать. И он работал, стараясь не афишировать свои опыты, не демонстрируя модели. Для этого были причины. Кулибин опасался критики и насмешек со стороны ученых мужей. В письме к Аршеневскому он жаловался, что многие ученые «смеются и ругаются над теми, кто в том изыскании упражняются».

На отзыв к Кулибину

Кулибин разработал целый ряд моделей своей машины. За основу он взял старую идею, известную еще со времен Леонардо да Винчи, а именно: колесо с перемещающимися внутри него грузами. Последние должны были все время занимать положение, нарушающее равновесие, и вызывать, казалось бы, безостановочное вращение колеса.
За рубежом тоже работали над созданием вечного двигателя. Кулибин внимательно следил за этими работами по доходившим до него сообщениям. А однажды, в 1796 году, согласно повелению Екатерины II, ему довелось даже рассматривать и оценивать один из таких иностранных проектов. Это был вечный двигатель немецкого механика Иоганна Фридриха Гейнле.

Иван Петрович не только «с наивозможным тщанием и прилежностью» изучил чертеж и описание иноземного перпетуум-мобиле, но и сделал его модель. Она состояла из двух перекрещивающихся трубок с мехами, наполненными жидкостью. При вращении такого креста жидкость по трубкам перетекала бы из одних мехов в другие. Равновесие, по мысли изобретателя, должно было теряться, и вся система — приходить в вечное движение.
Модель двигателя Гейнле, конечно, оказалась неработоспособной. Проводя с ней опыты, Кулибин, как он писал, «не нашел желаемого в том успеху». Но это нисколько не поколебало его веру в сам принцип вечного движения.

Тревожная весть

Осенью 1801 года Иван Петрович возвратился из Петербурга на родину, в Нижний Новгород. Он и здесь не оставил свои безуспешные поиски вечного движения. Прошло много времени, наступил 1817 год. И вот однажды в столичной газете «Русский инвалид» за 22 сентября Кулибин прочел заметку, прозвучавшую для него подобно грому. В заметке сообщалось, что некий механик Петере из Майнца «изобрел, наконец, так называемое вечное движение (perpetuum mobile), которого тщетно изыскивали в продолжение многих веков».

Далее описывался сам двигатель, имевший вид колеса диаметром 8 футов и толщиной 2 фута: «Оное движется собственною силою и без всякой помощи пружин, ртути, огня, электрической или гальванической силы. Скорость оного превосходит вероятие. Если прикрепить его к дорожной карете или коляске, то в течение 12 часов проехать можно 100 французских миль, взбираясь притом на самые крутые горы».

Это известие (разумеется, ложное) привело старого изобретателя в неимоверное волнение. Ему показалось, что Петере присвоил его идеи, похитил его любимое детище, которому он, Кулибин, отдал многие десятилетия напряженного труда. С лихорадочной поспешностью он начал обращаться ко всем, имевшим власть и влияние, в том числе и к царю Александру I.

Мечта-тиран

Тогда отставлена была далеко в сторону осторожность, забыта секретность. Теперь Кулибин откровенно писал, что давно работает над созданием «машины вечного движения», что уже недалек от разрешения этой задачи, но ему требуются средства на продолжение заключительных опытов. В «просительных записках» он напоминал о своих прежних заслугах и высказывал желание вернуться на службу в столицу, чтобы заняться постройкой железного моста через Неву, а главное, продолжить создание вечного двигателя.

Просьба Кулибина о разрешении вернуться в Петербург в деликатной форме была отклонена. Строительство железного моста посчитали слишком дорогим. О вечном двигателе промолчали.

До последних дней Ивана Петровича не оставляла дорогая ему мечта о «машине вечного движения», мечта-тиран, как назвал ее один из биографов Кулибина. Болезни все более одолевали его. Мучили одышка и «другие нездоровое™». Он теперь редко выходил на улицу. Но и в постели, в подушках, просил положить рядом чертежи «машины вечного движения». Даже по ночам, в бессонницу, изобретатель снова и снова возвращался к этой роковой машине, делал какие-то исправления в старых чертежах, чертил новые.

Иван Петрович Кулибин скончался 30 июля (по старому стилю) 1818 года в возрасте 83 лет, умер тихо, словно уснул. Семья его осталась в крайней бедности. Чтобы похоронить мужа, вдове пришлось продать настенные часы, да старый друг Алексей Пятериков добавил небольшую сумму. На эти деньги и предали земле великого изобретателя.

Вечный двигатель, машина свободной энергии. Тайна или обман?

Что такое вечный двигатель?

Прежде чем мы перейдем к обсуждению вопроса о том, как сделать вечный двигатель своими руками, надо сначала определить, что означает этот термин. Итак, что такое вечный двигатель, и почему никому до сих пор это чудо техники сделать не удалось?

На протяжении тысяч лет человек пытался изобрести вечный двигатель. Это должен быть механизм, который использовал бы энергию, не задействуя обычные энергоносители. При этом они должны вырабатывать энергии больше, чем потреблять. Иными словами, это должны быть такие энергетические устройства, у которых КПД больше 100%.

Улучшения

*В скобках названий эффектов указано, сколько раз можно использовать лампу на печатной плате.

Гравитационный вечный двигатель

Вся наша Вселенная равномерно заполнена звездными скоплениями, именуемыми галактиками. Они находятся при этом во взаимном силовом равновесии, которое стремится к покою. Если понизить плотность какого-нибудь участка звездного пространства, уменьшив количество вещества, которое в ней содержится, то вся Вселенная обязательно придет в движение, стараясь выровнять среднюю плотность до уровня остальной. В разреженную полость устремятся массы, выравнивая плотность системы.

При увеличении количества вещества будет иметь место разлет масс из рассматриваемой области. Но когда-нибудь общая плотность все равно будет одинакова. И не суть важно, понизится плотность данной области или повысится, важно, что тела придут в движение, сравняв среднюю плотность до уровня плотности остальной Вселенной.

Если же на микродолю замедлится динамика разлета наблюдаемой части Вселенной, а энергию от этого процесса использовать, мы и получим нужный эффект бесплатного вечного источника энергии. А двигатель, запитанный от него, станет вечным, так как нельзя будет зафиксировать потребления самой энергии, пользуясь физическими концепциями. Внутрисистемный наблюдатель не сможет уловить логическую связь между разлетами части Вселенной и потреблением энергии конкретным двигателем.

Очевидней будет картина для наблюдателя извне: наличие источника энергии, измененная динамикой область и само потребление энергии конкретным устройством. Но это все иллюзорно и нематериально. Попробуем построить вечный двигатель своими руками.

Тормоза придумали физики

«Вечное колесо» не теряет популярности со времен Леонардо да Винчи и даже более ранних. Первые концепции вечных двигателей, в которых смещение баланса обеспечивалось перетекающей от оси к ободу ртутью, приписываются индийскому математику по имени Бхаскара II (XII век), однако известны чертежи, датированные ранним Средневековьем.
Конечно же, в XXI веке возможностей для творчества гораздо больше. Последний писк моды — это двигатели на постоянных магнитах и неподвижные электромагнитные генераторы. Некий Том Бирден в 2002 году умудрился даже получить патент США на генератор, черпающий энергию из вакуума. История разрешилась грандиозным скандалом и массовой переаттестацией сотрудников патентного ведомства.

Протестировать двигатель на постоянных магнитах с помощью отвеса с грузом не получится. Современные концепции требуют более продвинутых инструментов. Однако даже их можно без труда соорудить дома из подручных материалов.

Измерить крутящий момент любого двигателя можно с помощью тормоза де Прони. Английский термин Break Horsepower, которым обозначают мощность двигателя в лошадиных силах, произошел именно от этого метода, изобретенного Гаспаром де Прони на рубеже XVIII—XIX вв.еков (break — тормоз). Чтобы соорудить тормоз де Прони, понадобятся шкив, надетый на вал двигателя, ремень и два динамометра. Под динамометром может подразумеваться любая пружина, степень растяжения которой хорошо заметна на глаз. Ремень надеваем на шкив и подвешиваем к неподвижной раме на двух динамометрах.

Несмотря на то что метод де Прони давно разменял вторую сотню лет, именно он лежит в основе современных измерений крутящего момента моторов.

Натяжение ремня подбирается таким образом, чтобы двигатель мог работать на оптимальных оборотах. Если натяжение в вашем случае окажется хоть немного значительным (что вряд ли), вы увидите, что показания динамометров разойдутся: тот, что располагается после шкива по ходу вращения, покажет меньшее усилие. Разница в показаниях динамометра — это и есть крутящий момент двигателя, то есть та польза, которую он принесет миру. Если посчитать обороты двигателя во время замера и умножить их на крутящий момент, вы получите мощность мотора.

Описанные выше тесты применимы практически ко всем моделям вечных двигателей. Доктор Симанек напоминает, что даже в самой сложной конструкции, состоящей из множества взаимодействующих частей, можно выделить относительно простой элемент, на котором зиждется вся концепция вечного движения. Вот его-то, а не дорогой полнофункциональный прототип, и нужно проверять.

Магнитно-гравитационный вечный двигатель

Магнитный вечный двигатель своими руками можно сделать на основании современного постоянного магнита. Принцип работы заключается в попеременном перемещении вокруг основного статорного магнита вспомогательных, а также грузов. При этом магниты взаимодействуют силовыми полями, а грузы то приближаются к оси вращения мотора в зоне действия одного полюса, то отталкиваются в зоне действия другого полюса от центра вращения.

При этом смещается вправо центр масс конструкции, позволяя двигателю работать вечно. Иными словами, принцип функционирования заключается в том, что сила гравитации и силы взаимодействия постоянных магнитов создают устойчивое вращение магнитного ротора вокруг основного неподвижного магнита.

Для такого устройства нужны магниты и сделанные на станке определенных параметров грузы. Но можно сделать простой вечный двигатель своими руками, не прибегая к сложным механизмам.

История болезни

Доктор Дональд Симанек — весьма заслуженный физик: профессор Университета Пенсильвании, автор многочисленных публикаций как по физике электропроводников, так и по педагогике, а также стереофотограф, разработчик лабораторного оборудования и увлеченный популяризатор науки. Выйдя на пенсию в 1999 году, он посвятил себя написанию авторских колонок об изобретательстве в научно-популярных журналах.
Доктор Симанек считает строительство вечных двигателей отличным подспорьем в учебе, но ровно до тех пор, пока автор конструкции не начинает верить в то, что машина и вправду будет работать. К пренебрежению постулатами термодинамики заслуженный физик относится крайне нетерпимо. Видимо, поэтому он решил создать лекарство для больных, страдающих манией Perpetuum Mobile.

В США фонари вызывают полицию, если в городе стреляют

Дональд Симанек разработал ряд простых способов протестировать работу потенциального вечного двигателя в домашних условиях при минимальных затратах как на измерительные инструменты, так и на строительство самого прототипа. Болезнь, как правило, развивается по классическому сценарию. Пациент строит очередную конструкцию «вечного колеса» — колеса, одна сторона которого всегда оказывается тяжелее другой благодаря системе рычагов, перекатывающихся шариков, переливающейся жидкости и т.?д.

Обычно «вечное колесо» — довольно сложная механическая конструкция, реализовать которую на достойном техническом уровне весьма непросто. Многочисленные шарниры, подшипники, рычаги сложной формы всегда оставляют желать лучшего в плане качества изготовления. Поэтому на глаз сложно определить, почему машина останавливается: то ли концепция несостоятельна, то ли мешают трение и дисбаланс в неидеально изготовленных частях.

По-английски «вечное колесо» называется overbalanced wheel, то есть «перебалансированное колесо». Это классическая концепция вечного двигателя, над которой работали многие великие математики, такие как Бхаскара II (Индия, XII век) и Леонардо да Винчи. На картинке видно, что благодаря системе коромысел и упоров грузы справа от колеса действуют через больший рычаг, чем слева. Однако, присмотревшись, вы увидите, что слева всегда оказывается больше грузов, и эта разница в массе точно компенсирует эффект рычага. Вместо грузов и рычагов могут использоваться трубки с перетекающей ртутью или пазы с перекатывающимися шариками. Результат неизменно отрицательный.

Так зарождаются сомнения. Автор прототипа запускает колесо, и оно вращается довольно долго. Все механизмы работают так, как задумано. Кажется, будто стоит еще совсем немного уменьшить трение — и механизм будет работать вечно. Так автор начинает верить в успех и убеждать окружающих, что если те проинвестируют покупку самых современных подшипников и самых точных 3D-принтеров, то счастье для всего человечества будет достигнуто, а Джоуль и Кельвин останутся в дураках.

Самый простой вариант

Такая конструкция состоит из простых материалов:

• обычной пластиковой бутылки;
• тонких трубок;
• кусков древесины.

В нижнюю часть разрезанной горизонтально пластиковой бутылки вставляется деревянная перегородка, оборудованная отверстием с затычкой и с волокнами, идущими в вертикальном направлении снизу вверх. Далее устанавливается тонкая трубка, идущая снизу бутылки вверх через перегородку. Пустоты между деревом и трубкой, бутылкой и деревом уплотняются для невозможности прохода воздуха.

Через открытую затычку в нижнюю часть бутылки наливается такое количество легко испаряющей жидкости (бензина, фреона), чтобы в ней находился нижний срез трубки, а уровень жидкости не доставал до дерева. При этом сохраняется воздушная прослойка между жидкостью и деревом. После закрытия отверстия затычкой наливают на дерево сверху немного той самой жидкости, после чего верхняя часть бутылки плотно стыкуется с нижней. Всю эту конструкцию ставят в теплое место. Через определенное время сверху из трубки жидкость начнет капать.

Принцип работы такого своеобразного вечного двигателя прост. Когда через капилляры дерева проходит жидкость сверху вниз, тогда получается, что прослойка воздуха, находящаяся под деревом, оказывается окруженной жидкостью со всех сторон. Тепло воздействует на жидкость, она испаряется в оба направления в воздушную прослойку. Но под действием силы гравитации чуть больше испарений стремится вниз, способствуя перетеканию жидкости через воздушную прослойку.

Когда под деревом поднимается уровень жидкости, растет давление воздуха, жидкость выталкивается через трубку в верхний отсек. И снова, просачиваясь капиллярами, испаряясь, проходя воздушную прослойку, превращается в конденсат. Получается, что в такой установке жидкость совершает круговорот. Установленное под падающие из трубки капли колесо будет вращаться. Энергия для такого двигателя – гравитационное поле Земли.

Водяной вечный двигатель

Каждый может сделать вечный двигатель своими руками. Водяной – особенно. Для этого понадобится насос, не требующий энергии для своей работы, и две емкости: большая и меньшая. Пусть большая емкость будет на три четверти заполнена водой, а меньшая – пуста. Устройство насоса довольно простое.

Вам не составит большого труда сделать такой вечный двигатель своими руками, фото подтверждает его простоту. Это обычная колба с нижним обратным клапаном и Г-образной тонкой трубкой, вставленной в отверстие пробки колбы. Помещенный в емкость такой своеобразный насос будет перекачивать воду из одной емкости в другую. При этом работает только атмосферное давление.

Механический вечный двигатель

Вообще же, идеальный вариант вечного двигателя – механический. Основное предназначение такого механизма – помощь человеку в работе в грандиозных масштабах.

Механический вечный двигатель своими руками пытались построить многие древние мастера. Имелись даже конструктивные проекты, которые должны были работать по принципу разницы удельного веса ртути и воды.

В средние века все чертежи машин держали в секрете. Неизвестно, на какие блага они могут быть использованы: для облегчения работы или для приобретения власти.

Вечный двигатель

Ве́чный дви́гатель (лат. perpetuum mobile ) — воображаемое неограниченно долго действующее устройство, позволяющее получать большее количество полезной работы, чем количество сообщённой ему извне энергии (вечный двигатель первого рода) или позволяющее получать тепло от одного резервуара и полностью превращать его в работу (вечный двигатель второго рода) [2] [3] . Создать вечный двигетель невозможно, так как его работа противоречила бы соответственно первому или второму закону термодинамики [4] [5] [6] [7] .

Однако, можно создать механизмы, способные работать хотя и не бесконечно, но неопределённо долго (до износа своих составных частей) без вмешательства человека. В отличие от вечного двигателя, они не нарушают законов термодинамики, поскольку черпают энергию из окружающей среды (например, это может быть энергия Солнца или радиоактивного распада) [⇨] .

Содержание

• 1 Современная классификация вечных двигателей
• 2 История
• 3 Конструкции вечных двигателей из истории
• 4 Патенты и авторские свидетельства на вечный двигатель
• 5 Известные изобретатели вечных двигателей
• 6 Псевдовечный двигатель
  • 6.1 Разновидности
  • 6.2 Экономическая эффективность
  • 6.3 Пример псевдовечного двигателя 2-го рода
• 7 См. также
• 8 Примечания
• 9 Литература
• 10 Ссылки

Современная классификация вечных двигателей

• Вечный двигатель первого рода — неограниченно долго действующее устройство, способное бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Согласно закону сохранения энергии, все попытки создать такой двигатель обречены на провал. Невозможность осуществления вечного двигателя первого рода постулируется в термодинамике как первое начало термодинамики.
• Вечный двигатель второго рода — неограниченно долго действующая машина, которая, будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Невозможность осуществления вечного двигателя второго рода постулируется в термодинамике в качестве одной из эквивалентных формулировок второго начала термодинамики[8] .

И первое, и второе начала термодинамики были введены как постулаты после многократного экспериментального подтверждения невозможности создания вечных двигателей. Из этих начал выросли многие физические теории, проверенные множеством экспериментов и наблюдений, и у учёных не остаётся никаких сомнений в том, что данные постулаты верны, и создание вечного двигателя невозможно. В частности, второе начало термодинамики может быть сформулировано как один из следующих (эквивалентных) постулатов:

1. Постулат Кельвина — невозможно создать периодически действующую машину, совершающую механическую работу только за счёт охлаждения теплового резервуара.
2. Постулат Клаузиуса — самопроизвольный переход теплоты от более холодных тел к более горячим невозможен.

Демон Максвелла и броуновский храповик, если бы такие устройства были осуществимы, позволили бы реализовать вечный двигатель второго рода. Однако доказано, что работа таких систем как замкнутых (без обмена энергией с внешней средой) невозможна [ уточнить ] .

История

Попытки исследования места, времени и причины возникновения идеи вечного двигателя — задача весьма сложная. Не менее затруднительно назвать и первого автора подобного замысла. К самым ранним сведениям о Perpetuum mobile относится, по-видимому, упоминание, которое мы находим у индийского поэта, математика и астронома Бхаскары, а также отдельные заметки в арабских рукописях XVI в., хранящихся в Лейдене, Готе и Оксфорде [9] . В настоящее время прародиной первых вечных двигателей по праву считается Индия. Так, Бхаскара в своём стихотворении, датируемом примерно 1150 г., описывает некое колесо с прикреплёнными наискось по ободу длинными, узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Принцип действия этого первого механического перпетуум мобиле был основан на различии моментов сил тяжести, создаваемых жидкостью, перемещавшейся в сосудах, помещённых на окружности колеса. Бхаскара обосновывает вращение колеса весьма просто: «Наполненное таким образом жидкостью колесо, будучи насажено на ось, лежащую на двух неподвижных опорах, непрерывно вращается само по себе» [10] . Первые проекты вечного двигателя в Европе относятся к эпохе развития механики, приблизительно к XIII веку. К XVI—XVII векам идея вечного двигателя получила особенно широкое распространение. В это время быстро росло количество проектов вечных двигателей, подаваемых на рассмотрение в патентные ведомства европейских стран.

Среди рисунков Леонардо Да Винчи была найдена гравюра с чертежом вечного двигателя, но в целом он скептически относился к идее вечного двигателя. [10]

Конструкции вечных двигателей из истории

На рис. 1 показана одна из древнейших конструкций вечного двигателя. Она представляет зубчатое колесо, в углублениях которого прикреплены откидывающиеся на шарнирах грузы. Геометрия зубьев такова, что грузы в левой части колеса всегда оказываются ближе к оси, чем в правой. По замыслу автора, это, в согласии с законом рычага, должно было бы приводить колесо в постоянное вращение. При вращении грузы откидывались бы справа и сохраняли движущее усилие.

Однако, если такое колесо изготовить, оно останется неподвижным. Причина этого факта заключается в том, что хотя справа грузы имеют более длинный рычаг, слева их больше по количеству. В результате моменты сил справа и слева оказываются равны.

На рис. 2 показано устройство ещё одного двигателя. Автор решил использовать для выработки энергии закон Архимеда. Закон состоит в том, что тела, плотность которых меньше плотности воды, стремятся всплыть на поверхность. Поэтому автор расположил на цепи полые баки и правую половину поместил под воду. Он полагал, что вода будет их выталкивать на поверхность, а цепь с колёсами, таким образом, бесконечно вращаться.

Здесь не учтено следующее: выталкивающая сила — это разница между давлениями воды, действующими на нижнюю и верхнюю части погруженного в воду предмета. В конструкции, приведённой на рисунке, эта разница будет стремиться вытолкнуть те баки, которые находятся под водой в правой части рисунка. Но на самый нижний бак, который затыкает собой отверстие, будет действовать лишь сила давления на его правую поверхность. И она будет уравновешивать или превосходить силу, действующую на остальные баки.

Патенты и авторские свидетельства на вечный двигатель

В 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать проекты вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания [11] . Патентное ведомство США не выдаёт патенты на perpetuum mobile уже более ста лет [12] . Тем не менее, в Международной патентной классификации сохраняются разделы для гидродинамических (раздел F03B 17/04) и электродинамических (раздел H02K 53/00) вечных двигателей.

Известные изобретатели вечных двигателей

• Бесслер, Иоганн Эрнст Элиас
• Дзамбони, Джузеппе

Псевдовечный двигатель

Псевдовечный двигатель (даровой двигатель, мнимый вечный двигатель [13] , псевдо-вечный двигатель [14] ) — механизм, способный работать неопределённо долго (до износа своих составных частей) без вмешательства человека, но, в отличие от вечного двигателя, не нарушающий законов термодинамики. Энергию он черпает из окружающей среды (например, это может быть энергия Солнца или радиоактивного распада).

Разновидности

Известны псевдовечные двигатели, использующие: энергию периодических суточных колебаний атмосферного давления [15] [16] ; энергию теплового расширения вследствие суточных колебаний температуры [17] [16] ; энергию распада радия [18] ; солнечную энергию (магнитно-тепловой двигатель) [19] [20] .

Экономическая эффективность

Я. И. Перельман [17] и Н. В. Гулиа [16] пишут, что даровые двигатели экономически невыгодны для промышленного применения из-за малой стоимости производимой энергии по сравнению с капитальными вложениями в их создание и обслуживание.

Например, для завода часов на сутки работы нужна энергия 1 , 5 5> Дж. Если этот механизм проработает 10 лет, то за свой срок службы он выработает энергии 1 , 5 ⋅ 365 ⋅ 10 = 5500 5cdot 365cdot 10=5500> Дж. При стоимости механизма в 10 долларов себестоимость производства одного киловатт-часа энергии с его помощью составит 3 , 6 ⋅ 10 6 5500 ⋅ 10 = 6 , 5 6cdot 10^<6>><5500>>cdot 10=6<,>5> тыс. долларов [16] .

В. М. Бродянский считает этот вывод неверным, поскольку стоимость устройства не пропорциональна его размерам [14] .

Пример псевдовечного двигателя 2-го рода

Анализ конкретной конструкции вечного двигателя 2-го рода может представлять собой нетривиальную задачу, особенно если речь идёт о конструкции сложной или такой, принцип действия которой на первый взгляд вообще непонятен, либо потоки энергии и их источник неочевидны. Зафиксируем, например, один конец работающей на изгиб биметаллической пластины, а ко второму концу подвесим груз и поместим получившуюся конструкцию на открытый воздух. За счёт колебаний температуры пластина будет изгибаться/распрямляться, а груз подниматься и опускаться, то есть устройство будет совершать работу. Заменив груз на храповой механизм, получим механический привод, способный выполнять полезную работу за счёт извлечения энергии из единственного теплового резервуара — окружающей среды. Но поскольку окружающая среда попеременно выступает в качестве то нагревателя, то охладителя, противоречие со вторым законом термодинамики отсутствует. Таким образом, рассмотренная конструкция представляет собой не вечный, а псевдовечный двигатель 2-го рода [21] .

Как работает «вечный двигатель» и примеры его конструкции в закладки

Вечный двигатель будоражит умы ученых и изобретателей всего мира. Сейчас многие одержимы им примерно так же, как в свое время алхимики были одержимы идеей получения золота из свинца. Все из-за того, что он — вечный двигатель — принесет очень много пользы не только в краткосрочной перспективе, но и на далекое будущее. Главное понимать, что вечный двигатель это не совсем то, что многие себе представляют. Это куда более продвинутая вещь, но в то же время более простая, чем принято считать. А еще есть несколько концепций такого двигателя. Давайте разберемся с некоторыми из них.

Можно ли запатентовать вечный двигатель

Прежде всего стоит определится, что запатентовать вечный двигатель невозможно. То есть, если вы найдете способ обмануть законы физики, вам, конечно, скажут спасибо, но коммерческих прав на свое изобретение вы иметь не будете. Максимум, вы получите Нобелевскую премию и сможете рассчитывать на всемирное уважение. Если вас это устраивает — стоит постараться и поработать в этом направлении.

Патенты на вечный двигатель перестали рассматриваться очень давно. Например, Патентное ведомство США не принимает такие заявки уже более ста лет, а Парижская академия наук с 1775 года не рассматривает проекты таких двигателей.

Что такое вечный двигатель

Если говорить о том, что такое вообще вечный двигатель, то все основные определения сводятся к тому, что это воображаемое устройство, которое работает неограниченно долго. А самое главное, у него должен быть КПД более 100%. То есть количество выдаваемой им энергии должно быть больше, чем та, которую он потребляет для работы. Это вечный двигатель первого рода.

На латыни вечный двигатель будет Perpetuum Mobile

Есть еще понятие вечного двигатель второго рода. Такой механизм должен получать тепло от одного резервуара и полностью превращать его в работу. Такой тип вечного двигателя невозможен по определению, так как это противоречит первому и второму закону термодинамики.

Может показаться, что космос в некотором роде можно назвать системой вечного двигателя, но это тоже не так. Светила рано или поздно погаснут, а планеты, спутники и галактики, которые движутся в пространстве, только кажутся вечными. На самом деле они постепенно рассеивают свою кинетическую энергию за счет сопротивления солнечного ветра, притяжения других объектов, теплового излучения и даже гравитационных волн.

Эта штука миллиарды лет крутится сама по себе, но она не может считаться вечным двигателем.

В космосе это почти незаметно, так как расстояние и размеры тел огромны, а силы сопротивления минимальны, но потеря энергии все равно есть. Проще говоря, если дать нашей планете бесконечное количество времени вращения, исключив изменения остальных факторов, рано или поздно она просто остановится. На самом деле все немного сложнее и в реальности ее притянет к Солнцу, но суть вы поняли.

Можно сказать, что двигатель тоже рано или поздно остановится, если дать ему бесконечно много времени (все равно мы не проверим), но именно для этого и есть требование, что вечный двигатель должен производить больше энергии, чем потреблять. Даже если он будет вырабатывать на ничтожную долю процента больше энергии, чем заберет, он сам сможет обеспечить себя ”топливом”.

Немного юмора на тему вечного двигателя. Вот он!

Как сделать вечный двигатель

В мире было предпринято бесчисленное количество попыток сделать вечный двигатель. Конструкции предлагались самые разные, но объединяло их одно — все они не прошли проверку и не стали настоящим вечным двигателем. Хотя, на первый взгляд может показаться, что некоторые предложенные ниже конструкции будут работать, но это ошибка. Максимально близко к настоящей концепции вечного двигателя может приблизиться конструкция магнитного двигателя.

Вечный двигатель на магнитах

Конструкция вечного двигателя на магнитах может показаться простой и гениальной одновременно, но в ней есть одно ”но”. Прежде всего, магнит, даже самый хороший, не может давать энергию бесконечно и его сила магнетизма со временем будет уменьшаться. В итоге, двигатель просто перестанет работать. Хотя изначально идея действительно не плохая.

Идея вечного двигателя стала активизироваться в умах изобретателей с появленим неодимовых магнитов. Их пытались применить где угодно, а Майкл Брэди даже сделал двигатель, который запатентовал, хоть и не как вечный.

Такие вещи немного завораживают:

Суть в том, что магнит притягивает расположенные на вращающемся колесе ответные части и проводит конструкцию в движение. Конструкция проста и незамысловата, но даже если не учитывать потери от трения или просто исключить их, поместив систему в вакуум, двигатель все равно не будет вечным. Как раз из-за того, что магниты со временем теряют свои свойства.

Первый вечный двигатель

В любом деле кто-то должен быть первым. Пионер был и в ”вечнодвигателестроении” — им стал индийский математик Бхаскара. Упоминание вечного двигателя встречается в его рукописях, которые датируются XII веком.

В этих рукописях математик описывает механизм, который приводится в движение за счет перетекания ртути или другой жидкости внутри трубочек, которые надо разместить по окружности колеса. Конструкция выглядит перспективной из-за того, что жидкость на одной стороне колеса всегда будет находиться дальше от его центра.

Примерно так выглядел концепт первого вечного двигателя.

В реальности такая система не работает. Если сделать только две трубочки на разных сторонах колеса, то его действительно перевесит, но когда их много, разное положение жидкости в каждом все равно уравновесит систему и вращения не будет.

У Бхаскара были последователи, которые предлагали вместо жидкости использовать меняющие свое положение грузы. Кончено, все эти проекты были обречены на провал и постепенно первоначальная идея конструкции вечного двигателя сменялась другими.

Одна из вариаций на тему вечного двигателя Бхаскара.

Вечный двигатель Архимеда

На самом деле сам Архимед не изобретал никакого вечного двигателя. Он только сформулировал закон, согласно которому и работает следующая система. С этим законом знаком каждый, кто хоть раз бросал в воду мяч, поплавок или другой надувной предмет.

Так как то, что весит меньше, чем вода, выталкивается ей, это тоже можно использовать в качестве вечного двигателя и подобные концепты были. Например, можно попробовать поместить в систему шарики, которые будут всплывать из воды и раскручивать двигатель.

В этой конструкции не учтено только то, что невозможно сдержать воду в резервуаре, а если и возможно, то она будет давить на входящие поплавки с такой силой, которую не смогут компенсировать всплывающие.

Проблема в том, что в замкнутой системе ”отработанные” шарики надо снова погружать в воду, а на это нужно больше энергии, чем появляется при всплывании. Именно поэтому система почти моментально придет в равновесие и перестанет двигаться. Если только не заставить жидкость находиться с одной стороны, то удержать ее без потерь будет невозможно. Если ее постоянно подливать, то такой механизм уже не будет соответствовать основным требованиям, предъявляемым к вечному двигателю.

Вечный двигатель на противовесах

Еще одна система вечного двигателя подразумевает использование смещенной системы, в которой подвешенные на цепь грузы должны тянуть за собой всю конструкцию.

Вот так должна выглядеть эта система и крутиться против часовой стрелки, но она очень быстро придет в состояние равновесия.

Такую конструкцию предложил нидерландский математик Симон Стевин. В цепочку должны быть объединены 14 шаров. Эту цепочку надо перекинуть через треугольную призму. Согласно задумке, с одной стороны будет в два раза больше шаров и они будут тянуть всю систему. При этом шары, которые висят снизу, не участвуют в процессе, так как уравновешены и не должны мешать работе на призме.

Звучит здорово и логично, но та часть системы, где шаров в два раза больше, имеет более пологую плоскость и составляющая силы тяжести шаров с этой стороны будет меньше. В итоге, система опять придет в равновесие и быстро остановится.

Это тоже не вечный двигатель, а просто игрушка, так как кинетическая энергия будет теряться.

Почему невозможно создать вечный двигатель

В первую очередь, создание вечного двигателя невозможно из-за того, что он нарушает многие сформулированные и проверенные столетиями (и тысячелетиями) законы физики. Выработать в результате движения больше энергии, чем затрачено на приведение системы в движение, просто невозможно.

С другой стороны, многое раньше считалось невозможным. Вдруг человечество так до сих пор и не смогло найти фундаментальную ошибку ученых прошлого? Если вы хотели попробовать — попробуйте!