Их называют машинами свободной энергии или просто вечными двигателями… С тех самых времен, как человечество поставило электричество себе на службу, неутомимые умы изобретателей ищут гениальное решение — источник свободной энергии без потребности в каком бы то ни было топливе. Да что там говорить, технические наброски «вечных двигателей» историки находили всегда.
То тут, то там, сейчас чаще чем в древние времена, можно обнаружить проекты «вечных двигателей». Давайте же рассмотрим данную проблему ближе, и разберемся, что же все-таки существует и чем оно на самом деле является.
С точки зрения науки
Образованные люди прекрасно понимают, что вечный двигатель не может работать в принципе, это не нужно доказывать. Но поскольку споры никак не утихают, это требует внимания. Вечный двигатель, если бы он был реальным устройством, нарушил бы законы термодинамики, которые вообще-то нерушимы, на них держится мир.
Первый закон термодинамики сообщает нам, что энергия замкнутой системы остается всегда постоянной. И если часть энергии из системы выведена, например в форме вращения нагруженного ротора, то энергию в таком же количестве придется в систему откуда-то вернуть.
Второй закон термодинамики сообщает нам о том, что у изолированной системы энтропия не может уменьшаться. Тепло не перетечет из области с меньшей температурой в область с более высокой температурой, совершая при этом работу. Вечный двигатель, будь он реальным, нарушил бы эти незыблемые законы.
Вечный мотор на магнитах
На конструкции с постоянными магнитами изобретатели всех времен возлагали особые надежды. Расположенные по кругу магниты должны толкать ротор и поддерживать его вращение вечно. Так можно было бы изготовить идеальный мотор.
Изобретатели по всему интернету кричат о тысячах таких проектов, а некоторые умудряются демонстрировать видео работающего устройства. Якобы кинетическая энергия превышает затраты (механические или электрические), и будучи запущен однажды, такой двигатель будет вращаться и вращаться непрерывно. Как же это понимать?
Любой, кто называет свой двигатель вечным, заблуждается. Часто изобретатель вообще не имеет физического образования, и даже элементарного представления о принципах работы механических и электрических систем у него нет.
Но человек может искренне и глубоко, честно заблуждаться. Он может показать расчеты и графики, но сам до конца не понимает того, что происходит в его устройстве. Говоря о том, что нарушил законы природы, что обладает уникальным знанием, такой горе-изобретатель показывает только отсутствие у себя элементарных знаний.
История поисков «вечного двигателя» уходит в глубину веков…
Некоторые из ранних моделей вечных двигателей приходятся на 12 век. Очень популярно колесо Бхаскары, изогнутые спицы которого наполовину заполнены ртутью, и якобы в процессе вращения колеса жидкость стремится вниз от оси по направлению вращения колеса и к оси когда спицы движутся вверх, рычажное действие должно вращать колесо непрерывно.
- Такая конструкция именуется «колесо с постоянно смещенным центром тяжести», и повторяется в разных вариациях на протяжении веков.
- Колесо Вилларда — с молоточками, колесо Токкола — с рычагами, даже Леонардо да Винчи нарисовал целую серию таких колес со смещенным балансом, хотя понимал, что вечное вращение получить от такого колеса не удастся.
- Говорят, да Винчи принадлежит высказывание, приблизительно звучащее так: «конструирование такого колеса, которое имеет множество балансирующих деталей для поддержания вращения, будет приводить всегда к остановке, это самообман; хотя более тяжелые детали и находятся от оси дальше, момент их больше, но движущая сила колеса целиком остается неизменной».
Особого положения в истории с вечно вращающимися колесами удостоился Иоганн Бесслер. Множество колес было построено этим немецким часовщиком в начале 18 века. Маятник приводил колесо во вращение, но сам механизм был скрыт.
Многие оказывали иллюзионисту поддержку, признавая его талант как часовщика, хотя и считали его иллюзионистом. Одно из колес Бесслера вращалось непрерывно на протяжении 53 дней, хотя в охраняемое машинное помещение никого не впускали…
Физика всегда берет свое, как ни назови механизм, какую заумную терминологию ни приплети. В 2006 году было анонсировано устройство Орбо, которое оказалось простым магнитным мотором, а демонстрации его проваливались, стоило отключить батарею питания. На протяжении десятилетий Джон Серл рассказывал, что построил мотор-генератор на магнитах, с помощью которого летала его тарелка.
- Некоторые уверенно заявляют, что моток проволоки способен вырабатывать электроэнергию.
- Катушка Родина, по утверждению ее автора, Марко Родина, якобы использует принцип изобретенной им вихревой математики и так работает.
- Вечный двигатель Тейна Хейнса, под интересным названием Перпеттия би-тороидал трансформер, оказался обычным электромотором, который только лишь по утверждению самого Хейнса вырабатывает энергии больше, чем потребляет.
Многие фанаты «вечных двигателей» ссылаются на Николу Тесла и на его статьи. Но Тесла никогда не заявлял о возможности создания «вечного двигателя».
Тесла только рассматривал возможность эффективного использования тепла, перемещаемого из одного места в другое, из теплого региона в холодный.
Тесла даже не заикался о возможности нарушить законы термодинамики, он только хотел использовать его эффективнее.
Но многие «вечные двигатели» запатентованы
Есть серьезный аргумент в пользу так называемых вечных двигателей, который звучит так: «многие из них запатентованы». Дело в том, что патент указывает на оригинальность изобретения, но не может служить стопроцентным подтверждением его работоспособности. На деле, большинство запатентованных «вечных двигателей» проваливаются на испытаниях, и в большинстве стран они уже давно не патентуются.
«Требование применимости» введено в США — устройство должно быть реально применимо, и пока не будет представлен реально работающий образец — ничего в США не запатентуют.
За примерами далеко ходить не надо. Йозеф Ньюман в 80-е разработал собственные гироскопическую и электромагнитную теории, и на этой основе изобрел мотор. В патентовании ему было отказано, поскольку описываемый принцип попросту нарушал фундаментальные законы природы. Апелляция Ньюмана встретила отказ. Он даже подал позже иск против патентной комиссии, и суд предписал экспертизу.
Эксперт внимательно изучил конструкцию Ньюмана и понял, что изобретатель хоть и искренне, но заблуждается в своих теориях, однако признал что энергии на выходе больше чем на входе.
Бюро Стандартизации пришло к выводам, которые не совпадали с выводами эксперта, мотор был признан преобразователем постоянного тока в переменный ток, кстати эффективность преобразователя уступала уже известным.
Так или иначе, конечное решение суда было не в пользу Ньюмана.
Теории заговора
Дискуссии о возможности или невозможности реального «вечного двигателя» продолжаются, и нельзя не упомянуть здесь теорий заговора. Главный аргумент сторонников теорий заговора — правительства поддерживают нефтяных магнатов и подавляют изобретателей. Различные тематические сайты и конспирологические фильмы поддерживают такие взгляды.
Но при внимательном рассмотрении никакого подавления нет. На ютубе ежедневно появляются видео с работающими «вечными двигателями». Вероятно, подавление не работает.
Многие люди десятки лет защищают свою идею, и никто их не преследует и не мешает им в поисках свободной энергии. Патенты остаются доступными, видео остаются на ютубе, книги продолжают печататься. Кто же что тут подавляет?
Для чего ищут «вечный двигатель»?
Суть данного социального явления похоже в том, что принятая в науке невозможность нарушения физических законов подстегивает искателей, является для них сильнейшей мотивацией.
Любители научной фантастики превращаются в ученых, которые берут на себя смелость поставить под сомнение прочные научные устои во имя то ли осуществления своей мечты о свободной энергии, то ли из-за желания найти простое и быстрое решение всех проблем.
Это же относится к развитию сверхспособностей, психических супервозможностей и к прочим одержимостям нашего времени. Мечты неиссякаемы.
Неужели все они шарлатаны?
Справедливости ради стоит высказать предположение, что не все честные изобретатели-новаторы являются просто мечтателями.
Многие из них, очевидно, просто не могут правильно объяснить работу своих изобретений, и из-за этого выглядят шарлатанами в глазах настоящих ученых.
Тем искателям, которые не ищут славы и денег, кто предан своим благим целям, можно лишь пожелать успехов в их творчестве. Есть многое на свете, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам…
Андрей Повный
Вечный двигатель: что это, как работает, концепты
«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.
Как это работает: вечный двигатель
Люди всегда мечтали получить что-нибудь даром, будь то бесплатное пиво, стратегия выигрыша в казино или энергия из вакуума. Вечные двигатели изобретают с глубокой древности. И хотя физики давно выяснили, что выработать что-то из ничего нельзя, энтузиастов это не останавливает
Классификация: никак нетВечных двигателей не существует. Тем не менее они делятся на несколько типов.
Вечные двигатели первого рода претендуют на создание энергии из ничего в нарушение первого начала термодинамики (закон сохранения энергии). Не работают.
Вечные двигатели второго рода пытаются многократно использовать однажды уже потраченную энергию, нарушая второе начало термодинамики (принцип неубывания энтропии, или беспорядка). Не работают.
Мнимые вечные двигатели незаметно подпитываются энергией из внешней среды. Работают, но ложно выдаются за вечные двигатели.
Жульнические вечные двигатели создают впечатление работающего perpetuum mobile за счет спрятанного источника энергии. Работают, но вечными двигателями не являются.
Механический вечный двигательPerpetuum mobile первого родаОдна из ранних моделей вечного двигателя. Слева от оси грузов больше, чем справа. С первого взгляда кажется, что левая часть всегда перевешивает, заставляя колесо крутиться. Наверху грузы переваливаются справа налево, и движение продолжается вечно. Но при более внимательном рассмотрении видно, что хотя грузов справа и меньше, но у них больше рычаг, и именно правая сторона может перевешивать.
На самом деле. Истина, как водится, посередине: грузы с двух сторон уравновешивают друг друга, и колесо, немного покачавшись, попросту остановится.
Поплавковый вечный двигатель
Perpetuum mobile первого родаБоги заставили Сизифа тащить в гору камень, который срывался и катился вниз. Изобретатели этого двигателя решили, что закон Архимеда может работать не хуже наказанного царя Коринфа. Связанные в цепочку запаянные поплавки всплывают в воде, а на воздухе опускаются под действием силы тяжести, вращая соединенные с ними колеса.На самом деле. Проблема в том, что при входе в воду поплавки должны преодолеть ее сопротивление и приподнять всю цепочку, чтобы высвободить для себя место. На это уходит ровно столько же энергии, сколько «вырабатывает» двигатель. Без участия богов лишней энергии не получится.
Капиллярный вечный двигатель
Perpetuum mobile первого родаСила тяжести не дает покоя многим изобретателям вечных двигателей: если хитрым образом преодолеть ее без затрат энергии, а потом сбросить поднятый груз, то на выходе получится «бесплатная» работа. Например, можно заставить воду подниматься из бассейна в стоящий на возвышении сосуд за счет капиллярного эффекта. Из емкости вода будет выливаться обратно в бассейн и крутить колесо.На самом деле. До определенной высоты вода действительно сама движется вверх, но вот капать в верхнюю емкость она не станет: жидкость удержит тот же капиллярный эффект, который поднял ее из бассейна.
Демон Максвелла
Perpetuum mobile второго родаКрошечное разумное существо, которое сидит в стакане, разделенном перегородкой, и поднимает ее, чтобы пропустить быстрые молекулы в одну сторону, а медленные в другую, придумал человек, максимально далекий от вечных двигателей. Великий физик Джеймс Максвелл вряд ли предполагал, что изобретатели perpetuum mobile по-своему оценят потенциал созданного им демона. Конечно, они выдумывали вместо этого мифического существа всевозможные механизмы, в том числе и с наномоторами, но суть оставалась неизменной: сделать так, чтобы в одной части сосуда молекулы двигались быстрее, чем в другой, а из возникшего перепада температуры и давления получить энергию.
На самом деле. Эта заманчивая схема вполне может работать, но только при наличии настоящего демона. Без него на сортировку молекул придется тратить энергию, что лишает всю затею смысла.
Вечные часы
Мнимый perpetuum mobileВ 1864 году новозеландский часовщик, математик и астроном Артур Беверли построил часы, идущие без подзавода по сей день. Правда, их несколько раз останавливали для чистки, а однажды они встали сами, но потом вновь начали отсчитывать время. Конструкция хронометра очень проста. В резервуаре с маслом и воздухом плавает грузик, который поднимается и опускается при изменении уровня масла. Движения грузика взводят пружину часов.
На самом деле. Все законы физики строго соблюдаются, но часы Беверли не вечный двигатель. Они незаметно подпитываются энергией из окружающей среды — уровень масла изменяется в зависимости от атмосферного давления и температуры.
Тепловой насос
Мнимый perpetuum mobileФактически это холодильник, поставленный камерой в окно, а радиатором в комнату. На обогрев помещения поступает тепло — не только выработанное за счет электричества, но и «высосанное» из холодной окружающей среды. Комната получает в 3–5 раз больше энергии, чем тратится электричества!
На самом деле. Из обогревателя с КПД выше 100% вышел бы отличный вечный двигатель, если бы не одно но. Переход электричества в тепло необратим, и извлечь из лишних градусов прежнее количество электроэнергии нельзя. Так что отапливать дом холодильником задаром не получится, хотя сэкономить можно прилично.
Генератор Бедини
Жульнический perpetuum mobile (первого рода)В 1984 году американский электрик Джон Бедини закрепил на колесе магниты, поставил рядом индукционную катушку и пару аккумуляторов. Когда магнит приближался к катушке, он возбуждал в ней ток, заряжающий аккумулятор. А когда удалялся, электроника подключала другой аккумулятор, который питал катушку, отталкивал магнит и раскручивал колесо. Через некоторое время батареи менялись местами. Бедини утверждал, что заряд батарей полностью восстанавливается, а колесо может совершать дополнительную работу за счет «свободной энергии» неизвестной науке природы.
На самом деле. На практике колесо, разумеется, останавливалось, но с хорошими аккумуляторами крутилось достаточно долго, чтобы впечатлить дилетантов и убедить их заплатить за набор для сборки вечного двигателя в домашних условиях.
А что сейчас? Таинственная энергия
Сегодня упоминать о вечных двигателях — моветон даже в кругу их изобретателей. В моде эвфемизм «свободная энергия», которая поступает из неведомого источника.Характерный пример — генератор Сёрла, с виду похожий на большой подшипник. Он якобы создает магнитное поле, за счет которого система самораскручивается.
При этом возникает антигравитация, и вся конструкция взлетает. Изобретатель, которому уже за 80, любит рассказывать, что идея генератора пришла к нему во сне, когда он был подростком. Источник загадочной энергии Джон Сёрл описывает смутно: то ли это эфир, то ли субатомные частицы.
У Сёрла много последователей, в том числе и в России. Они переводят ему пожертвования и приобретают дополнительную техническую информацию через сайт. Однако доход изобретателя скромен, и Сёрл уверен, что против него работает заговор энергетических компаний.
По иску одной из них он был обвинен в том, что воровал электроэнергию по спрятанному в стене кабелю.
Александр Сергеев
Новостной сайт E-News.su | E-News.pro. Используя материалы, размещайте обратную ссылку.
В поисках бесконечной энергии: как человечество пытается создать вечный двигатель — промо на vc.ru
И у него каждый раз почти получается.
{«id»:336812}
Материал подготовлен при поддержке InfinityLab
Бесконечная энергия — одно из давних мечтаний человечества. Идея создать вечный двигатель дешёвой и чистой энергии не давала покоя многим видным умам Средневековья и Нового времени. Вспомним самые удивительные примеры perpetuum mobile и объясним, почему ни одно из них так и не заработало.
Вечный двигатель — это воображаемая машина, которую достаточно запустить всего раз — и она будет бесконечно работать на внутреннем ресурсе, не заимствуя энергию извне. Другими словами, устройство должно воссоздавать энергию из ничего.
Насколько известно историкам, возможность создания подобного устройства не заинтересовала ни греков, ни римлян (во всяком случае ни чертежи, ни макеты учёным не встречались). Первые сохранившиеся до наших дней проекты вечного двигателя дошли до нас из Европы примерно XIII века.
Время это было кипучее и деятельное: пока французы с англичанами выясняли отношения в Столетней войне, шотландцы боролись за независимость, а нижнесаксонские купцы объединялись в Ганзу, о механизации тоже никто не забывал. Развивались ремёсла, совершенствовались машины, росли производства.
Средневековое производство выглядело так Wikipedia
Общество нуждалось в новых источниках дешёвой энергии, способной раздувать меха в кузнях, крутить мельничные жернова и поднимать грузы на стройках. В итоге до наших дней сохранилось свыше тысячи проектов вечного двигателя.
Идея вечного двигателя вытекала из средневековых представлений об окружающем мире.
Мыслители того времени регулярно наблюдали явление, которое они называли perpetuum mobile naturale, или «естественное вечное движение»: небесных тел по небосводу, приливов и отливов, течения рек.
А раз такое движение возможно в природе, значит, его можно повторить и опытным путём, размышляли они. Так и появилась мечта о perpetuum mobile artificae, что означает «искусственное вечное движение».
Модели вечных двигателей того времени делятся на механические, магнитные и гидравлические. Большинство механических основаны на идее колеса: если обеспечить постоянный перевес одной стороны колеса над другой, оно будет постоянно крутиться.
Визуализация колеса Бхаскара Shutterstock
Первым до этого додумался живший в XII веке индиец Бхаскара. До наших дней дошло описание колеса, к которому на равных расстояниях и под определённым углом крепились заполненные ртутью трубки.
По замыслу изобретателя, в зависимости от положения колеса жидкость переливалась либо во внешний, либо во внутренний конец трубки, создавая таким образом разницу в весе между двумя частями колеса и заставляя его крутиться. На том же принципе основаны и более поздние чертежи «вечного» колеса.
Чертёж колеса д'Оннекура Wikipedia
Французский архитектор и инженер Виллар д’Оннекур был очень увлечённым человеком: его одинаково интересовало и устройство кафедральных соборов, и дрессировка львов. В 1240 году д’Оннекур выпустил «Книгу рисунков» — альбом разнообразных чертежей и записей, среди которых встречается чертёж колеса, «способного вращаться само собой».
Колесо д’Оннекура представлено в двух видах: с ртутью (в целом похожее на устройство Бхаскары) и молоточками.
Молоточков к колесу крепилось нечётное количество, то есть с одной стороны их всегда свисало больше, чем с другой, — чтобы одна сторона перевешивала другую.
Но с каждым поворотом колеса на более тяжёлой стороне должен появляться новый молоточек — процесс будет повторяться до бесконечности. Точнее, до того момента, когда владельцам колеса потребуется заменить износившуюся ось.
Почему эта идея не сработает: модель не учитывает, что, хотя слева всегда будет больше молоточков, сумма сил тяжести левых грузов будет примерно равна сумме сил тяжести правых грузов, что приведёт к тому, что на практике подобное колесо просто остановится.
Модель вечного колеса да Винчи Adobe Stock
Один из самых известных естествоиспытателей эпохи Возрождения Леонардо да Винчи не мог пройти мимо идеи вечного двигателя и много экспериментировал над устройством. Сначала он проводил опыты с уже известными схемами колеса, затем начал вносить в модель существенные изменения.
В 1487 году Леонардо переключился на принципиально новую схему, основанную на винте Архимеда. Предполагалось, что вода будет подниматься с помощью винта на некоторую высоту, выливаться в жёлоб и стекать на лопасти колеса, вращающего винт.
Почему эта идея не сработает: модель Леонардо не учитывает силу трения. Для того чтобы двигатель вращал сам себя, он должен обладать избыточной энергией, которая уходила бы на преодоление силы трения. Но достать такую энергию неоткуда.
Схема магнитного двигателя Lockhaven University
В середине XVII века английский епископ, исследователь и естествоиспытатель Джон Уилкинс написал книгу «Сотня изобретений», в которой предложил идею магнитного двигателя.
Сильный магнит ставится на подставку, к которой один над другим крепятся два наклонных жёлоба. У первого есть небольшое отверстие в верхней части, а у второго — закруглённый нижний конец, доходящий до края верхнего жёлоба.
Если на первый жёлоб положить небольшой железный шарик, тот покатится не вниз, а вверх, повинуясь притяжению магнита. Однако, добравшись до отверстия, он обязательно провалится вниз, скатится на второй жёлоб, докатится до самого края и… снова попадёт на первый жёлоб, чтобы, повинуясь притяжению магнита, покатиться вверх…
Почему эта идея не сработает: Уилкинс отлично разбирался в магнитах и сам понимал, что его идея не сработает.
Если магнит будет слишком мощным, он просто не даст шарику провалиться в отверстие, а если слишком слабым — то шарик не будет притягиваться. А если шарик всё-таки провалится вниз, магнит продолжит действовать, замедляя «падение».
То есть у шарика просто не хватит скорости, чтобы добраться до верхнего края нижнего жёлоба и снова попасть на верхний.
Чертежи самодвижущегося колеса Орфиреуса Wikipedia
2 ноября 1717 года саксонский инженер Иоганн Бесслер, также известный под именем Орфиреус, представил свой проект вечного двигателя.
Его конструкция представляла собой оснащённое системой противовесов полое самодвижущееся колесо диаметром около четырёх метров.
До самой своей смерти Орфиреус получал неплохие деньги, демонстрируя своё колесо сначала на ярмарках, затем при дворе могущественных аристократов.
Ландграф Гессен-Кассельский, один из таких аристократов, дважды устраивал колесу Орфиреуса испытания, оставляя устройство в наглухо запертой комнате сначала на две недели, затем на сорок дней. И оба раза спустя это время колесо продолжало вертеться.
Ландграф был вынужден признать, что колесо работает, однако в течение долгого времени тому, кто уличит Орфиреуса в жульничестве, полагалась крупная премия в размере 1000 марок. История умалчивает, получили ли эти деньги жена и служанка (видимо, уже бывшие) инженера, но именно они раскрыли секрет движущегося колеса.
После одной из ссор с Орфиреусом почтенные дамы рассказали, что на самом деле колесо приводилось в действие людьми, незаметно дёргающими за тонкий шнурок. Но как именно Орфиреусу удалось заставить колесо крутиться после месяца в запертой комнате — так и осталось тайной.
Первые сомнения в том, что вечный двигатель вообще можно создать, появились ещё в XV веке. Леонардо да Винчи, Джироламо Кардано, Симон Стевин, Галилео Галилей и другие выдающиеся естествоиспытатели пришли к выводу, что создание вечного двигателя в принципе невозможно. Однако их выводам не хватало научной базы.
Она появилась только после того, как физики открыли один из самых фундаментальных законов природы — закон сохранения энергии. Его суть сводится к тому, что энергию нельзя создать или разрушить, её можно лишь преобразовать из одной формы в другую. Соответственно, сама идея устройства, способного создавать энергию из ничего, противоречит природе.
Закон сохранения механической энергии был сформулирован в 1686 году Готфридом Лейбницем, но на всю природу его действие Юлиус Майер, Джеймс Джоуэль и Герман Гельмгольц распространили только в середине XIX века. И всё же в 1775 году, не дожидаясь научного обоснования, Французская академия наук отказалась рассматривать новые проекты вечного двигателя.
Многие естествоиспытатели руководствуются принципом: если все кругом говорят, что что-то невозможно, нужно обязательно найти способ эту невозможность обойти.
Закон сохранения энергии иначе называют первым началом термодинамики. Соответственно, все вечные двигатели, о которых мы говорили до этого момента и которые противоречили первому началу термодинамики, стали называть вечными двигателями первого рода.
Однако в XIX веке появились модели устройств, принципы работы которых никак не противоречили закону сохранения энергии. Такие устройства стали называть вечными двигателями второго рода.
И если двигатели первого типа были построены вокруг принципов постоянного движения, то суть второго типа сводилась к изобретению неограниченно долго работающих машин, способных превращать в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел.
Схема нуль-мотора Гэмджи Wikireading
В 1880 году американский профессор Гэмджи предложил сконструированный им нуль-мотор, который должен был работать, извлекая теплоту из равновесной окружающей среды. Двадцать лет спустя похожую модель предложил изобретатель действующей установки для сжижения воздуха Чарльз Триплер.
В марте 1899 года в журнале McClure's Magazine вышла посвящённая Триплеру хвалебная статья: автор сообщал, что, использовав работающее на жидком воздухе устройство, Триплер создал из 3 галлонов воздуха 10 галлонов жидкости.
Оценить эффективность работы устройства Триплера не представляется возможным, поскольку журналиста он попросту обманул, назвав выдуманные цифры.
Невозможность создания вечных двигателей второго типа в 1851 году подтвердил британский физик Уильям Томпсон, лорд Кельвин.
Он доказал, что в природе невозможны процессы, единственным следствием которых была бы произведённая за счёт охлаждения теплового резервуара механическая работа.
Постулат Кельвина со временем лёг в основу второго начала термодинамики. Таким образом, хотя изобретатели вечных двигателей и не смогли принести в мир бесконечные источники дешёвой энергии, попытки опровергнуть возможность существования подобных двигателей привели к появлению множества физических теорий, теорем и гипотез и существенно способствовали развитию науки.
Но история создания вечных двигателей не закончилась в XIX веке. Попытки создать энергию из ничего, или из «физического вакуума», не прекращаются и сегодня. Такие двигатели, принципы действия которых не нарушают первого или второго начала термодинамики, в шутку называют «вечными двигателями третьего рода».
В 2020 году физики из Университета Арканзаса разработали на основе графена схему, которую уже предлагают считать генератором чистой и бесконечной энергии.
Пол Тибо, руководитель исследования Университет Арканзаса
Учёные выяснили, что под действием броуновского движения внутри графена медленно колеблется и изгибается одиночно закреплённая пластина толщиной в один атом углерода. Чтобы преобразовать полученный в результате этих колебаний переменный ток в постоянный, физики предложили использовать схему с двумя диодами.
Проведённый эксперимент доказал, что схема генерирует добавочную мощность на нагрузке. Арканзасские физики считают, что, если поставить на графеновый кристалл миллионы подобных схем, они смогут вырабатывать энергию в неограниченных количествах, но в малых объёмах.
Визуализация установки Tri Alpha Energy Tri Alpha Energy
Ещё один неиссякаемый источник чистой энергии обещает построить к 2027 году американская фирма Tri Alpha Energy. Занимающаяся разработками в сфере термоядерной энергии компания недавно привлекла полмиллиарда долларов, которые пойдут на совершенствование существующих методов термоядерного синтеза и строительство первого в мире частного термоядерного реактора.
Проблема термоядерного синтеза сводится к тому, что ещё никому не удавалось нагреть атомы водорода до нужной температуры. Однако инженерам компании удалось удержать плазму в стабильном состоянии при температуре в 10 миллионов градусов Цельсия в течение 11,5 миллисекунды.
Для того чтобы добиться нужных результатов, оставалось поддерживать температуру достаточно долго, чтобы началась самоподдерживающаяся реакция.
А в 2017 году группа учёных из долгопрудненского МФТИ под руководством Гордея Лесовика нашла способ создать квантовое устройство, нарушающее второе начало термодинамики и обладающее почти стопроцентным КПД.
Исследователи из МФТИ Гордей Лесовик (слева) и Андрей Лебедев (справа) МФТИ
Правда исследования одних физиков МФТИ уже успели опровергнуть другие — в августе 2017 года на сайте студенческого портала физтеха «Поток» появилась статья сотрудника МФТИ Михаила Фейгельмана, который обвинил коллег в обмане, фальсификации и подтасовке результатов своих исследований в научных статьях. А год спустя в том, что созданный подмосковными физиками двигатель работает как надо, засомневались и учёные из Дрезденского университета.
Энергию нельзя создать из ничего, но её можно сохранить — чтобы использовать позднее. Пример таких «хранителей энергии» — зарядные устройства InfinityLab. Они компактные, энергоёмкие, а корпус на 90% состоит из переработанного пластика.
Пауэрбэнки InstantGo ёмкостью 10 000 мАч заряжают смартфоны, планшеты и ноутбуки по USB-A. В комплекте встроенный кабель на выбор — USB-C или Lightning, а модель Wireless поддерживает беспроводную зарядку стандарта Qi и способна за 70 минут восполнить ресурс небольших ноутбуков по кабелю USB-C.
Накапливает и отдаёт энергию как пауэрбанк портативный спикерфон ClearCall — устройство для конференцсвязи. По размеру он чуть больше коробки из-под компакт-диска, а весит как банка газировки — 340 грамм. В спикерфоне четыре микрофона с шумоподавлением, по нему можно непрерывно разговаривать до 24 часов или заряжать аккумуляторы до 6500 мАч.
Зарядить смартфон без провода поможет настольная станция InstantStation Wireless. Она оснащена портами USB-A и USB-C, поэтому одновременно способна заряжать сразу три устройства. Быстрая зарядка наполовину заполняет батарею небольшого ноутбука за 70 минут. К станции можно приобрести кабели, которые выдерживают 35 000 сгибаний и поставляются в биоразлагаемой упаковке.
Загрузка...
