Как работает вечный двигатель и можно ли его построить?

«Вечный двигатель». Даже если между вами и наукой лежит огромная пропасть, вы наверняка не раз слышали это словосочетание. Во все времена ученые и не очень люди были одержимы им, пытались его создать. Это настоящая панацея науки, способная исцелить мир от нехватки энергии и принести очень много пользы как прямо сейчас, так и в долгосрочной перспективе на многие тысячи лет вперед. На то этот двигатель и вечный. Но что это вообще такое, как его изобрести, если это можно сделать? Есть ли уже концепции, а может даже прототипы? Об этом мы с вами сегодня и поговорим.

Что это такое

Сперва нужно разобраться в том, что это вообще такое. Людям, незнакомым с наукой может показаться, что это просто любое устройство, которое может работать бесконечно долго. Но это далеко не так.

Вечным двигателем первого рода называют механизм, который должен неограниченное количество времени вырабатывать энергию. Достигается это увеличением его КПД за пределы ста процентов. То есть он просто вырабатывает больше энергии, чем потребляет. Ну и делает это бесконечно долго, так как питает сам себя.

Вечный двигатель это то, что невозможно даже в теории

Но есть еще и вечный двигатель второго рода, с которым все тоже непросто. Это устройство должно полностью превращать потребляемую энергию в работу. Если к первому есть куча вопросов, то ко второму их нет вообще, потому что он не может быть построен в принципе. Сама мысль идет в разрез с первыми двумя законами термодинамики. Так что существование этой концепции в нашей Вселенной невозможно.

Сама концепция вечного двигателя второго рода противоречит первому и второму законам термодинамики, поэтому не может существовать.

Некоторые могут сказать, что вся Вселенная – это нечто вроде вечного двигателя. Она вырабатывает колоссальное количество энергии, и сама себя обеспечивает топливом для существования. Неизвестно, как умрет Вселенная, но, скорее всего, точно умрет. Звезды рано так или иначе затухнут, а все остальное либо умрет в холоде, либо поглотится черными дырами, которые в конце концов пожрут друг друга. Это лишь один из возможных сценариев. Поэтому космос, скорее всего, тоже не вечен.

Даже вращающиеся планеты рано или поздно лишаться своей кинетической энергии и остановятся. Мы этого не замечаем, потому что в космических масштабах потери энергии крайне малы, но они есть.

Вселенная

Вечный двигатель не обязательно должен работать до конца времен. Возможно, он тоже когда-нибудь остановится под влиянием тех или иных факторов. Но главное требование к нему и не звучит как «должен работать вечно». Нет, он должен вырабатывать больше энергии, чем тратить на работу. Тогда он всегда сможет самостоятельно обеспечивать себя топливом.

Как запатентовать такое изобретение

Сегодня получить патент можно на все что угодно. Все, кроме вечного двигателя. Патентное бюро США перестало принимать такие патенты еще в начале прошлого века, а Парижская академия наук – еще на пару десятков лет раньше.

Даже если вдруг вы обойдете законы физики и изобретете такое устройство, то максимум, что вам дадут, это Нобелевскую премию. Ну и спасибо скажут за неоценимый вклад в развитие науки и всего человечества.

Как построить вечный двигатель

Концепций такого устройства существовало и существует огромное множество. Все, кому не лень пытаются создать вечный двигатель, но еще никто не смог представить даже работающий прототип. Поэтому, если вам кто-то в интернете скажет, что изобрел вечный двигатель, посмейтесь ему в лицо. Все концепты либо вообще не проходили испытаний, либо просто проваливали их. Ниже мы разберем самые интересные из них. Возможно, вам даже покажется, что они действительно могут работать вечно, но знайте, что это не так. И скоро вы поймете, почему.

Первый из первых

Доподлинно неизвестно, кто первым заговорил о возможности постройки механизма, который будет вечно вырабатывать энергию. Но пионером в этой области принято считать математика из Индии Бхаскару Второго.

Примерно так выглядел концепт первого вечного двигателя

В своих записях от 12-века он описывал устройство, которое вращается благодаря перетеканию жидкости внутри небольших трубочек, расположенных в колесе. Чаще всего это была ртуть, но рассматривались и другие варианты. Жидкость перетекает из одного конца трубки в другой и таким образом заставляя колесо вращаться.

Звучит просто, как все гениальное, но в реальной жизни приходит в физика и все обламывает. Рано или поздно эти трубки уравновесят друг друга, и колесо остановится. Если сделать только две трубки, то они будут перешивать друг друга гораздо дольше, но толку от такого «двигателя» крайне мало. Это все равно что подуть на ветряк, чтобы он превратил это в энергию. Таким даже лампочку не запитаешь.

Идея Бхаскары понравилась многим изобретателям, и они пытались модифицировать ее, повесив грузы вместо трубочек с жидкостью или заменив ртуть на что-то другое. Но ни одна из «модификаций», конечно же, не сработала.

Вечный двигатель на магнитах

Пожалуй, это один из самых известных концептов вечного двигателя, на котором пытаются заработать деньги все, кому не лень. Есть даже настоящие финансовые пирамиды, организованные для якобы инвестиций в развитие такого проекта. Не будем показывать пальцем, да мы здесь и не за этим.

Одна из вариаций на тему вечного двигателя Бхаскара

Суть этого двигателя очень проста, поэтому на нем все так и «хайпят». Но проблема заключается в том, что даже лучший в мире магнит рано или поздно размагнитится, и двигатель остановится. Нельзя построить вечный двигатель из невечных материалов – так это не работает.

Кому первому пришла в голову идея вечного двигателя на магнитах, неизвестно. Самый популярный персонаж в этой области – инженер из Южной Африки Майкл Брэйди. Он смог запатентовать свою идею, хоть и не в качестве вечного двигателя. Но патенты сейчас раздают всем, кому не лень, поэтому это не самое главное. Знаменитым он стал после того, как был арестован за то, что собрал деньги на постройку своих двигателей и не выполнил обещаний.

Как вообще работает такое устройство? Очень просто: магнит притягивает металлические части двигателя, чем и приводит его в работу. Вот такая простая идея, которая не учитывает трение и износ магнитов. Поэтому она никогда и не сработает, а люди, вкладывающие в нее деньги, не разбираются в элементарной школьной физике.

Вечный двигатель Архимеда

Кто бы что ни говорил, Архимед никогда не изобретал вечных двигателей и даже не создавал концептов. Он лишь сформулировал закон, описывающий работу такой системы. Закон, который даже был назван в его честь, и все вы с ним хорошо знакомы.

Вечный двигатель Архимеда

Тело, погруженное в жидкость или газ, будет выталкиваться этой средой наверх с силой, равной произведению плотности среды, ускорения свободного падения и объема той части тела, которая погружена в эту жидкость/газ.

Концепция двигателя, основанного на этом законе, использует силу Архимеда для выталкивания шариков на поверхность жидкости, тем самым раскручивая двигатель. Но, как вы понимаете, шарики с поверхности придется вернуть назад под воду, а для этого нужно совершить большую работу и потратить больше энергии, чем выделяется при их всплывании. Поэтому такая концепция двигателя полностью бесполезна.

На удержание воды постоянно с одной стороны резервуара тоже тратится энергия. А ее подливание из вне уже не будет соответствовать требованиям к вечному двигателю. И оно тоже требует дополнительной энергии.

Механизм на противовесах

Этот концепт интересен тем, что использует не круглую систему для вращения, а смещенную. В ней грузы, подвешенные на цепь, должны вращать весь механизм. Но здесь проблема точно такая же, как была и у самого первого «вечного двигателя». Очень быстро система уравновесит саму себя и просто перестанет работать.

Механизм на противовесах

Первым такую систему предложил математик из Голландии Симон Стевин еще в 16-ом веке. По его задумке цепочка с 14 шарами перебрасывалась через треугольную призму, и таким образом с одной стороны шаров оказывалось в два раза больше, чем с другой. По мнению Стевина, вращение цепи по такой схеме должно было быть непрерывным, так как шары с длинной стороны тянули шары с короткой, а грузы внизу вообще не участвовали в процессе, чтобы не сбивать его.

По логике может показаться, что система вполне работоспособна, но физика и здесь имеет противоположную точку зрения. Все очень просто: из-за того, что часть призмы, где шаров больше, более пологая, сила тяжести там меньше. А это значит, что вся система очень быстро остановится из-за того, что потеряет кинетическую энергию и придет в равновесие.

Так можно ли его построить?

Вы уже наверняка поняли, что создать вечный двигатель – задача невероятно трудная. Но выполнима ли она вообще, если за столько лет никто даже не приблизился к ее решению? С точки зрения существующих законов физики – нет. Сама идея вечного двигателя им противоречит. Невозможно движением вырабатывать больше энергии, чем тратится на это самое движение.

Но, хочется все-таки оставить толику надежды тем, кто думает, что такая идея осуществима. Раньше мы думали, что многие вещи невозможны, а сейчас пользуемся ими каждый день. Во Вселенной есть еще уйма загадок, которые мы не решили, и, возможно, секрет вечного двигателя кроется в одной из них.

Что такое вечный двигатель и для чего он нужен?

Проблема создания источников энергии стоит перед человечеством давным-давно. Наиболее перспективным источником энергии является по нашему мнению механизм, называемый в технической литературе « perpetuum mobile » (лат. Вечный двигатель, буквально — вечное движение), не смотря на то, что на сегодняшний день создание такого двигателя считается невозможным.

Можно сказать, что это идеальный источник энергии, так как его КПД стремится к бесконечности. За последние столетия предлагались разные варианты исполнения « вечного двигателя », в основном механические. У всех этих действительно красивых моделей имеется один существенный недостаток: они не работают.

Для чего нужен вечный двигатель?

Значение «вечного двигателя» как источника энергии весьма велико. Если бы у нас был такой двигатель, то, автоматизировав многие процессы, человечество могло бы перейти от физического труда к умственному, к творчеству. Мы могли бы получать энергию в любых количествах, в зависимости от мощности генерирующей установки. При создании такого двигателя мир изменится. Больше не нужны лес и газ, уголь и нефть в качестве топлива.

Все нужды по обогреву и кондиционированию, освещению помещений и питанию механизмов с таким двигателем решаются просто. Не нужно будет обрабатывать огромные площади земли для получения скудного урожая, так как будут установки по производству на гидропонике любых видов овощей и фруктов. Это будет поистине мир изобилия. Люди смогут расселиться по Земле более равномерно, сделать приемлемые условия и жить в любом месте планеты. В этом состоит задача научно-технической революции: освободить человечество от физического труда. На первом этапе превратить Землю в планету изобилия и счастья, а на втором этапе начать освоение других планет.

Что такое вечный двигатель?

Вечный двигатель делится на вечные двигатели:

Вечный двигатель первого рода предполагал работать без извлечения энергии из окружающей среды.

Вечный двигатель второго рода — это машина, которая уменьшает энергию теплового резервуара и целиком превращает ее в работу без каких либо изменений в окружающей среде.

Осознание того, что создание вечного двигателя невозможно, подвигло Парижскую академию наук в 1775 году отказать в рассмотрении всех подобных проектов.

Один из примеров действующего вечного двигателя — это гидроэлектростанции и приливные электростанции. Для корректности следует сказать, что эти генераторы энергии используют энергию Солнца, гравитационные поля Земли и Луны, то есть однозначно не являются вечным двигателем первого рода. Это вечный двигатель второго рода. Основа работы гидроэлектростанции – использование круговорота воды на Земле. Вода падает вниз, генерируя при этом электроэнергию, затем испаряется и возвращается в исходную позицию.

Физически для работы этого двигателя необходимо наличие силы тяготения в каждой точке земного шара и наличие солнечной энергии (электромагнитных волн инфракрасного диапазона), чтобы испарить воду. Отметим, что вся энергия, которую мы сегодня получаем, это энергия Солнца, в том числе и энергия, накопленная за длительное время в виде вещества (леса, угля, нефти, радиоактивного топлива и т.п.).

На данном этапе развития человечества нам всегда необходим посредник в виде какого-либо вещества (в данном случае воды), чтобы преобразовать энергию Солнца в удобный для нас вид энергии (электроэнергию). Ядерная энергетика также использует воду, но уже в виде пара, который сбрасывается на турбину для получения электроэнергии. Таким образом, вода – это «рабочее тело» двигателя, которое «крутит наши колеса». Другими словами энергию Солнца и гравитационного поля можно использовать в виде воды, движущейся под действием этого поля.

Задача создания вечного двигателя первого рода – получение электроэнергии только от гравитационного поля без использования вещества-посредника. Гравитация присутствует везде на планете, что означает: двигатель можно поставить в любой точке планеты и получать энергию в любых количествах, соизмеримых с мощностью установки. Далее мы покажем, каким образом это возможно.

Надо сказать, что природа гравитационного поля мало изучена. Известно, что это поле энергии, которое создает силу тяготения. Известно также, что гравитационное поле неоднородно по направлению действия силы тяготения (вектору гравитации), так как, во-первых, поверхность планеты имеет разную плотность, а во-вторых, магма Земли находиться в движении, создавая тем самым эту неравномерность.

В качестве примера скажем о векторе гравитации в строительстве. Возведение сооружений ведется по уровню (отвес и т.д.). То есть предполагается, что вектор гравитации везде одинаков и направлен перпендикулярно поверхности Земли, а это не так. Особенно отчетливо это видно при многоэтажном строительстве: два здания, стоящие рядом, не будут находиться на параллельных прямых, что можно проверить измерением расстояния между первыми и последними этажами. Эта информация не имела бы никакого значения, если бы не одно «но». Вектор гравитации может меняться в пределах одного здания. Плиты перекрытий становятся на излом, что может явиться причиной обрушения.

Кроме того, вектор гравитации не является статическим. Он может постепенно меняться со временем, то есть имеет свойство ротации. Возможно даже изменение вектора в процессе строительства многоэтажного здания, что ведет к искривлению постройки. Поэтому при строительстве важно знать изменение за время t вектора гравитационного поля.

Явление ротации гравитационного поля практически не изучено и не берется в расчет при строительстве сооружений. Но наверняка имеются аномальные зоны, вовсе непригодные для строительства. Архитекторы знают о «гиблых местах», в которых лучше вообще ничего не строить. Отметим, что многоэтажное строительство ведется сравнительно недавно. Мы встречаем невысокие и устойчивые древние постройки, например, пирамиды.

Другой пример, на котором можно убедиться в ротации гравитационного поля – завалы деревьев в лесу. Наблюдения за ростом деревьев показывают, что деревья при нормальном росте повторяют вектор гравитации. В том месте, где ротация минимальна, деревья стоят долго. Где скорость ротации высока – деревья не растут, образуются пустыри. Где ротация протекает медленно – возникают завалы. Причина завалов следующая. Деревья росли в направлении вектора гравитации, а когда он через несколько лет изменился, нагрузка на корни также изменилась и перестала быть равномерной. У основания возникает излом, деревья падают под собственным весом. Особенно это относится к высоким деревьям (эффект рычага), а также выполняется при больших углах отклонения вектора гравитации.

В качестве приборного обеспечения для оперативного определения вектора гравитации на данном этапе используется отвес, но определение ротации вектора гравитации отвесом имеет определенную специфику.

Итак, имея приборное обеспечение, мы сможем обнаружить места, где ротация вектора гравитации стабильна. Другими словами это аномальные зоны с завихрением гравитационного поля. Сила тяготения будет различной, и «вечный двигатель», не работающий в обычных условиях, здесь заработает. Гравитационная аномалия является неисчерпаемым источником энергии. Описанное явление существует в любых планетарных системах, на любых планетах. Разумеется, сила тяготения зависит от массы планеты, и на небольших планетах КПД «вечного двигателя» будет небольшим, а строительство установки – нецелесообразным. Но в условиях Земли мощность генерирующего двигателя должна оказаться приемлемой для обеспечения жизни человечества.