Почему невозможно создать вечный двигатель

Вечный вопрос вечного двигателя

Автор: Екатерина Бруй  |  20 августа 2017, 12:40

Вечный двигатель уже многие века не дает покоя ученым и инженерам. Еще бы, идея создать устройство, которое будет постоянно работать, не тратя при этом энергии, кажется очень заманчивой. Реально ли его создать, рассказывают ученые.

Что такое вечный двигатель?

Вечный двигатель или Perpetuum Mobile – это устройство воображаемое. Некоторые считают, что теоретически можно создать машину, которая будет бесконечно совершать работу без затрат каких-либо энергетических ресурсов.

В то же время, постепенно ученые разочаровывались в этой идее и признавали, что от попыток создать такое устройство лучше отказаться, потому что они бессмысленны. Невозможность создать вечный двигатель постулируется как первое начало термодинамики.

Но до сих пор идея вечного двигателя вызывает повышенный интерес.

Идеальный вечный двигатель должен проработать до окончания Большой заморозки (Big Freeze). Сторонники этой теории считают, что до скончания времени Вселенная будет расширяться с очень плавным ускорением.

Этот процесс и называется Большой заморозкой, и когда он завершится, наступит конец всего. Когда это произойдет, точно не установлено, но у нас есть еще приблизительно 100 триллионов лет.

Так вот, вечный двигатель должен работать как минимум столько же, чтобы считаться настоящим вечным двигателем.

Какими бывают вечные двигатели?

Perpetuum Mobile делятся на двигатели первого рода и второго рода. Двигатели первого рода могли бы функционировать без топлива — и вообще без энергетических затрат, которые возникают, например, при трении деталей механизма друг о друга. Двигатели второго рода могли бы извлекать тепло из более холодных окружающих тел и использовать эту энергию в работе.

Есть много проектов в Интернете, которые утверждают, что работают над конструкцией вечного двигателя. Однако если изучить эти проекты внимательно, становится понятно, что они все очень далеки от идеи вечного двигателя. Но если кому-то удастся сделать такое устройство, последствия будут ошеломляющими. Считается, что мы получим вечный источник энергии – бесплатной энергии.

К сожалению, согласно фундаментальным законам физики нашей Вселенной, создание вечного двигателя невозможно.

Почему создание вечного двигателя невозможно?

Вероятно, есть много людей, которые скажут «никогда не говори «никогда», особенно, если речь идет о науке». В какой-то степени это справедливо. Но если окажется, что вечный двигатель создать возможно, это перевернет физику, которую мы знаем. Окажется, что мы во всем были неправы и ни одно из наших предыдущих наблюдений не имеет никакого смысла.

Первый закон термодинамики -– закон сохранения энергии. Согласно этому закону, энергия не может быть ни создана, ни уничтожена – она просто переходит из одной формы в другую. Для того, чтобы держать механизм в постоянном движении, приложенная энергия должна остаться в этом механизме без каких-либо потерь. Ровно поэтому создание вечного двигателя невозможно.

Для того, чтобы построить вечный двигатель первого рода, мы должны выполнить несколько условий:

1. У машины не должно быть никаких «трущихся» частей, любые движущиеся части не должны касаться других частей, так как иначе между ними возникнет трение. Это трение в конечном счете приведет к тому, что машина начнет терять энергию. При соприкосновении частей возникает тепло, и именно это тепло и есть энергия, потерянная машиной. Вы скажете, что тогда нужно сделать устройство с гладкой поверхностью, чтобы не возникало трение. Но это невозможно, так как не бывает совершенно гладких объектов.
2. Машина должна работать в вакууме, без воздуха. Это исходит из первого условия. Эксплуатация машины в любом месте заставит ее терять энергию из-за трения между движущимися частями и воздуха. Хотя потери энергии из-за трения воздуха очень малы, для вечного двигателя это серьезная проблема. Если есть хотя бы минимальные потери энергии, машина начнет останавливается и в конце концов остановится совсем из-за этих потерь, даже если это займет очень много времени.
3. Машина не должна издавать никаких звуков. Звук также форма энергии, и если машина издает любой звук, это означает, что она также теряет энергию.

Двигатели второго рода, которые используют теплоту окружающих тел, не противоречат закону сохранения энергии.

Однако эти хитрые конструкции бессильны против второго начала термодинамики: в замкнутой системе самопроизвольный переход теплоты от более холодных тел к горячим невозможен. Для этого необходим некий посредник.

А для работы посредника необходима энергия из внешнего источника. Кроме того, в природе не существует по-настоящему обратимы

Но самое главное, создание вечного двигателя может оказаться бессмысленным. Люди рассчитывают, что если такое устройство будет сделано, мы получим бесплатный источник энергии.

Но так ли это? На самом деле, мы получим ровно столько энергии, сколько направим в этот двигатель.

Мы ведь помним, что согласно законам физики, которые пока не опровергнуты, энергия не может быть создана из ничего, она может быть только преобразована. Так что, выходит, вечный двигатель – это бесполезное устройство.

  Поделиться   Поделиться

Источник: https://futurist.ru/articles/107-vechniy-vopros-vechnogo-dvigatelya

Почему нельзя создать вечный двигатель?

Все современные двигатели тратят что-либо во время работы, обычно топливо или электрическую энергию. Вечный двигатель – несбыточная мечта ученых всех времен. Он позволил бы получать пользу от механизма, практически ничего при этом не расходуя.

Многие люди пытались построить вечный двигатель. Их проекты разделились на три категории:

• вечный двигатель первого рода, работающий без топлива и других ресурсов;
• вечный двигатель второго рода, работающий за счет тепла, получаемого от окружающих объектов;
• вечный двигатель третьего рода, работающий за счет вакуума.

Ни один из вариантов сделать у ученых не получилось. Некоторые специалисты и сейчас стараются сконструировать двигатель третьего рода, но все попытки безуспешны.

Позже были сформулированы законы науки «термодинамика», которые объясняют, почему их чертежи нельзя превратить в работающие механизмы:

• энергия не возникает вновь, а лишь переходит из одного вида в другой;
• невозможна передача тепла от менее нагретого тела к более нагретому.

Законы термодинамики на простых примерах

Термодинамические законы выполняются повсеместно.

Как работает первый закон, мы видим постоянно, даже на примере самого человека:

• съедая пищу, получаем энергию;
• получив энергию, можем работать;
• выполнив работу, получаем её результат.

Так же обстоят дела и у двигателя – не получив энергию, он не даст результатов работы.

Второй закон тоже не вызывает сомнений, иначе в нашем мире было бы даже невозможно согреть холодные руки о горячую чашку – получилось бы, что остаток тепла рук передается горячей посуде.

Самые известные модели вечных двигателей

• Колесо с перекатывающимися шариками. В колесо кладут тяжелые шарики, причем с одной стороны больше, чем с другой. Идея была в том, что шарики свои весом заставят колесо катиться вечно. На первый взгляд вариант кажется логичным, но на деле он не работает по простым физическим законам и колесо остановится.
• «Вечный водопровод». Автор предположил, что возможно выталкивать воду в верхнюю ёмкость за счет давления воды в нижней емкости. Он не учел закон физики для жидкости, в соответствии с которым вода в нижнем баке и трубе будет стоять на одном уровне.
• Вечный двигатель на основе магнитов. Используется стальной шарик, магнит и колесо. Шарик и магнит кладут так, что колесо вращается за счет притяжения между ними. Конструкция не работает, поскольку сила притяжения уравновешивается силой тяжести.

Инженеры, математики и философы солидарны в вопросе невозможности создания вечного двигателя.

Законы термодинамики подтверждают, что это останется мечтой еще на очень долгое время, а возможно и навсегда.

Источник: http://otvet1.ru/technique/pochemu-nelzya-sozdat-vechnyj-dvigatel.html

Почему нельзя создать вечный двигатель?

История из жизни:Сдавали мы как-то термодинамику- трехстраничные выкладки и все сопутствующее. И вот в конце концов молодую маму нашу (второй курс, она первой родила) уставший преп спрашивает «не по билету, на тройку»:— А все-таки, почему нельзя создать вечный двигатель?И она, чуть подумав, радостно отвечает:

— Ну, как же, у него топливо когда-нибудь кончится.. .

А если серьзно, то для вечного двигателя необходимо полное отсутсвие погрешностей: будь то сопротивление воздуха, потеря энергии из-за передачи, или ещ что то.Абсолютного вакуума не существует, или существует, а мы об этом не знаем. Скорость быстрее скорости света не существует, или мы об этом не знаем. Вечный двигатель нельзя создать, или мы об этом не знаем.

Решив одну загадку автоматиччески появляются ответы на все.. .

В науке принята такая классификация. Вечный двигатель первого рода (сокращенно ВД1) и вечный двигатель второго рода (сокращенно ВД2). ВД1 вырабатывает полезную работу в виде тепла или электричества в самом прямом смысле слова из ничего, из пустоты. Существование такого двигателя запрещается законом сохранения энергии и подавляющее большинство ученых разделяют эту точку зрения (хотя есть и такие чудаки, которые отрицают закон сохранения энергии) . ВД2 преобразует тепловую энергию окружающей среды в полезную работу (электричество) с эффективностью 100% в отличие от обычных машин, которые делают это с меньшей эффективностью (например, опустите один конец термопары в холодную речную или озерную воду, а другой оставьте на воздухе, и по цепи пойдет ток, обусловленный преобразованием тепловой энергии окружающей среды, но кпд такого способа будет 5-7%). И вот с ВД2 как раз ситуация очень даже неоднозначна.В классической постановке речь идет о преобразовании только тепловой энергии окружающей среды, и никакой другой. Но ведь среда содержит и другую энергию: химическую, ядерную, электрическую, гравитационную, темную и т. д. Что будет, если мы будем использовать эти нетепловые формы энергии? Термодинамика ничего о них не говорит. Я выяснил, что для создания ВД2 подходят лишь такие формы энергии, носитель которых имеет невещественную природу, то есть это энергия гравитационного поля и новая так называемая темная энергия, котторая сейчас вовсю обсуждается в космологии. Как можно создать ВД2 на, скажем, гравитационной энергии? Тут Александр Тюкин совершенно правильно заявил, что для поднятия камня надо совершить над ним работу. Это происходит потому, что вес камня намного больше выталкивающей силы Архимеда, действующей на камень со стороны воздуха. И для преодоления разницы этих сил приходится тратить энергию. Но если вверх будет подниматься водяной пар, его плотность точно равна плотности окружающего воздуха, а сила веса уравновешивается выталкивающей силой Архимеда. Поэтому для подъема пара вверх над ним работа не производится. А вот когда там вверху пар сконденсируется в капли, сила веса капель не уравновешивается силой Архимеда, они падают вниз, приобретают энергию от гравитационного поля и смогут крутить потом турбинку, отдавая ей эту энергию.

Читайте также:  Как определяется градусная мера дуги

Есть даже несколько запатентованных изобретений на установки, работающие по такому принципу. Но не строят их потому, что они экономически невыгодны, не смотря на то, что являются вечным двигателем второго рода.

Таким образом, будет ли возможен ВД2, зависит от того, какой смысл мы вкладываем в понятие энергия окружающей среды: если узкий смысл — только тепловая энергия — тогда ВД2 невозможен; если более широкий — все формы энергии — он оказывается возможным.

Ве#769;чный дви#769;гатель (лат. Perpetuum Mobile) воображаемое устройство, позволяющее получать полезную работу или энергию путем использования заведомо меньших ресурсов, то есть имеющих КПД более 100 %.То есть, теоретически он может питать сам себя. Использование любой другой энергии должно давать выход энергии беольший, чем было потреблено.

С этой точки зрения Солнце не является вечным двигателем (собственно, Солнышко медленно гаснет).

Вы путаете вечное движение и вечный двигатель. Вечное движение может существовать, если нет трения. Например, Земля вокруг Солнца будет вращаться практически вечно.

А двигатель — это не просто движение. Двигатель должен обязательно ДЕЛИТЬСЯ своим движением с другими механизмами. Например,автомобильный двигатель рождает движение, делится им с колсами, а колса приводят в движение весь автомобиль.

Так вот это вечно делать нельзя, так как в движении содержится энергия. Когда двигатель делится движением, он передат энергию, а сам е теряет. Поскольку есть закон природы, что энергия не может рождаться, то энергия — ограниченный ресурс. Когда она закончится в двигателе, ему больше нечем будет делиться.

Короче слушайте истину пацаны:)Что такое вечный двигатель? Вечный двигатель (из физики) — это устройство, которое вырабатывает энергию, при этом никакой другой энергии для этого не используя. Это НЕВОЗМОЖНО.А теперь три вещи, которые некоторые путают с вечным двигателем.1) Даровые двигатели. Казалось бы, ветряные и гидроэлектростанции — это вечные двигатели. Но нет. Они используют энергию ветра и солнца, и лишь ПРЕОБРАЗОВЫВАЮТ ее в электрическую. При этом часть энергии теряется на трение и нагрев. У них есть определенные КПД.2) Вечное движение. Казалось бы, луна вращается вокруг земли. Вечный двигатель? Нет. Потому что, если какой-нибудь космический великан захотел бы, чтобы луна при этом что-нибудь толкала или крутила — она бы быстро остановилась. Луна не затрачивает энергии и не вырабатывает. Она просто движется по инерции, т. к. ей ничего не мешает.

3) Насчет гравитации. Казалось бы, если поднять камень и отпустить его — земля притянет его, то есть совершит работу — переместит его на два метра вниз. И так — сколько угодно раз.

Вечный двигатель? Нет! Потому что для этого надо сначала поднять камень на 2 метра вверх — совершить такую же работу, только в противоположном направлении, а значит их сумма равна нулю.

Так вот, суммарная работа гравитационных и магнитных сил всегда равна нулю. Это как батут — он не вечный двигатель, хотя всех подбрасывает.

Источник: http://www.domino22.ru/pochemu-nelzya-sozdat-vechnij-dvigatel/

Почему нельзя создать вечный двигатель, или закон сохранения энергии и границы познания

22 февраля 2011 года

Мое изложение будет кратким, но на важных моментах я остановлюсь подробнее. Дополнительные детали и математические подробности можно, как всегда, найти в Википедии.

Несмотря на многочисленные попытки, никому не удавалось построить вечный двигатель, производящий полезную работу без воздействия извне. Ученые стали догадываться, что вечный двигатель построить нельзя.

В 19 веке была построена наука термодинамика. Одной из основ термодинамики стал закон сохранения энергии.

Он не следовал из каких-либо теоретических принципов, но являлся обобщением многих экспериментальных фактов.

Термодинамику можно использовать для описания работы ряда механизмов, например, двигателей внутреннего сгорания или холодильных установок. Если известно, как и при каких условиях работает механизм, можно рассчитать, сколько работы он произведет.

В 1918 году Эмма Нётер доказала важную теорему для теоретической физики, согласно которой в системе, обладающей симметриями, появляются сохраняющиеся величины. Сохранению энергии соответствует однородность времени.

Как нужно понимать «однородность времени»? Пусть у нас есть какое-нибудь устройство. Если я его включаю сегодня, завтра или через много лет, и оно работает каждый раз одинаково, то для такой системы время однородно, и в ней будет работать закон сохранения энергии.

К сожалению, школьных знаний недостаточно, чтобы доказать теорему Нётер. Но доказательство математически строгое, и связь между однородностью течения времени и сохранением энергии однозначна.

Попытка построить вечный двигатель, работающий сколь угодно долго, — это попытка обмануть природу.

Такая же бессмысленная, как и попытка преодолеть 1000 километров за 10 минут на автомобиле со скоростью 100 км/ч (помните формулу s = vt?).

Что же получается, энергия всегда сохраняется? Не установили ли физики границу познания со своим законом сохранения энергии? Конечно нет! В общем случае, если в системе нет однородности времени, энергия не сохраняется. Примером такой системы является Вселенная.

Известно, что Вселенная расширяется. Сегодня она не такая, как в прошлом, и в будущем изменится. Таким образом, во Вселенной нет однородности времени, и для нее закон сохранения энергии неприменим. Более того, известно, что энергия всей Вселенной не сохраняется.

Дают ли такие примеры отсутствия сохранения энергии надежду на построение вечного двигателя? К сожалению, не дают. На земных масштабах расширение Вселенной совершенно незаметно, и для Земли закон сохранения энергии выполняется с огромной точностью. Вот так физика объясняет невозможность построения вечных двигателей.

Источник: https://written.ru/articles/science/perpetuum_mobile

Вечный двигатель: изобретаем невозможное

Человеческая натура такова, что испокон веков люди пытались создать нечто, работающее само по себе, безо всяких воздействий извне. Впоследствии этому устройству дали определение Perpetuum Mobile или Вечный двигатель. Многие знаменитые ученые разных времен безуспешно пытались его создать, включая и великого Леонардо да Винчи.

Он потратил несколько лет на создание вечного двигателя, как путем усовершенствования уже имеющихся моделей, так и пытаясь создать что-то принципиально новое. В конце концов разобравшись, почему же ничего не работает, он первым сформулировал заключение о невозможности создания подобного механизма.

Однако изобретателей его формулировка не убедила, и они до сих пор пытаются создать невозможное.

Колесо Бхаскара и подобные проекты вечных двигателей

Доподлинно неизвестно, кто и когда первый попытался создать вечный двигатель, но первое упоминание о нем в рукописях датируется XII веком. Рукописи принадлежат индийскому математику Бхаскаре.

В них в стихотворной форме описывается некое колесо, с прикрепленными к нему по периметру трубками, наполовину заполненными ртутью. Считалось, что за счет перетекания жидкости, колесо будет само по себе вращаться бесконечно.

Примерно на том же принципе было сделано еще несколько попыток создать вечный двигатель. Как обычно, безуспешно.

Модели, построенные по принципу колеса Бхаскара

Вечный двигатель из цепочки поплавков

Другой прототип вечного двигателя основывается на использовании закона Архимеда. В теории считалось, что цепь, состоящая из полых резервуаров, за счет выталкивающей силы станет вращаться. Не было учтено лишь одно – давление водяного столба на самый нижний бак будет компенсировать выталкивающую силу.

Вечный двигатель, работающий по закону Архимеда

Вечный двигатель Симона Стевина

Еще одним изобретателем вечного двигателя является нидерландский математик Симон Стевин. По его теории цепочка из 14 шаров, перекинутая через треугольную призму, должна прийти в движение, потому что с левой стороны шаров в два раза больше, чем с правой, а нижние шары уравновешивают друг друга.

Но и тут коварные законы физики помешали планам изобретателя.

Несмотря на то, что четыре шара в два раза тяжелее, чем два, они катятся по более пологой поверхности, следовательно, сила тяжести, действующая на шары справа, уравновешивается силой тяжести, действующей на шары слева, и система остается в равновесии.

Модель вечного двигателя Стевина и его реализация с цепью

Вечный двигатель на постоянных магнитах

С появлением постоянных (и особенно неодимовых) магнитов, изобретатели вечных двигателей вновь активизировались. Существует множество вариаций электрогенераторов на основе магнитов, а один из первых их изобретателей, Майкл Брэди, в 90-х годах прошлого века даже запатентовал эту идею.

Майкл Брэди работает над вечным двигателем на постоянных магнитах в 2002 году

А на видео ниже представлена довольно простая конструкция, которую каждый может сделать у себя дома (если наберете достаточное количество магнитов).

Неизвестно, насколько долго будет крутится эта штука, но даже если не учитывать потери энергии от трения, этот двигатель можно считать лишь условно вечным, потому что мощность магнитов со временем ослабевает.

Но все равно, зрелище завораживает.

Конечно, мы рассказали далеко не о всех вариантах вечных двигателей, потому что людская фантазия, если и не бесконечна, то весьма изобретательна. Однако все существующие модели вечных двигателей объединяет одно – они не вечны.

Именно поэтому Парижская академия наук с 1775 года решила не рассматривать проекты вечных двигателей, а Патентное ведомство США не выдает подобные патенты уже более ста лет.

И все же в Международной патентной классификации до сих пор остаются разделы для некоторых разновидностей вечных двигателей. Но это касается лишь новизны конструкторских решений.

Подводя итог, можно сказать лишь одно: несмотря на то, что до сих пор считается, что создание действительно вечного двигателя невозможно, никто не запрещает стараться, изобретать и верить в неосуществимое.

Источник: https://www.techcult.ru/sdelay-sam/1630-vechnyj-dvigatel-izobretaem-nevozmozhnoe