Вечный двигатель рисунок. Вечный вопрос вечного двигателя

Этот раздел сайта будет посвящён Вечным двигателям. Правильнее будет сказать: Источникам дешёвой энергии. Почему дешёвой, а не бесплатной? Поясню: «Бесплатный сыр бывает только в мышеловке!». Это была шутка, а если серьёзно, то сначала проведём небольшой экскурс.

Начнём с того, что такое «Вечный двигатель», и как он (они) классифицируется?

Современная классификация вечных двигателей

На любом энциклопедическом сайте, например «Википедия», вы можете прочитать, что такое вечный двигатель:

Вечный двигатель первого рода - воображаемое 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 вечного двигателя первого рода постулируется в термодинамике как первое начало термодинамики.

Примеры вечных двигателей, использующих силу тяжести (гравитации) приведены ниже:

Принцип действия первого механического Perpetuum mobile (Ве́чный дви́гатель) индийского поэта, математика и астронома Бхаскары (примерно 1150 г.), был основан на различии моментов сил тяжести, создаваемых жидкостью, перемещавшейся в сосудах, помещенных 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».

Все эксперименты по созданию таких конструкций завершались успехом – конструкции получались, но, к нашему сожалению – никогда не вращались. Если Вы попытаетесь раскрутить такое устройство рукой, то оно остановится быстрее, чем простое колесо, с такой же массой. Сейчас в Интернете имеется куча видеороликов, в которых двигатель, изображённый на рисунке 2 и его модификации на рисунке 3, действительно вращается. Вы верите в эту чушь? Тогда закройте эту страницу, нет смысла читать её дальше! Смотрите дальше ролики, предназначенные для людей с толстой лобовой костью! Я не про то, что смотреть не надо, а про то, что верить надо не всему, что видишь! Зайдя на такой сайт, и просматривая ролики, Вы просто повышаете посещаемость сайта и тем самым даёте возможность заработать деньги их хозяину. Он ведь не указывает свой адрес и источник материала, изложенного на сайте. Даже если Вы ему напишете, задав вопрос, откуда материал, или, почему он Вас обманывает? Он Вам просто не ответит, в лучшем случае ответит так: «Не верите? Тогда не смотрите!» И это его право. Когда Вы смотрите фильм «Аватар», Вы же не спрашиваете: Это реальные события, или фантастика? Потому, что Вы сразу сами всё понимаете.

Для тех кто не видел подобных видео «работы» вечного двигателя, можете ознакомиться здесь и сейчас! 😉

Продолжим по теме:

Вечный двигатель второго рода - воображаемая машина, которая будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Невозможность вечного двигателя второго рода постулируется в термодинамике в качестве одной из эквивалентных формулировок второго начала термодинамики. 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 остается никаких сомнений в том, что данные постулаты верны и создание вечного двигателя невозможно.

Постулат Кельвина - невозможно создать периодически действующую машину, совершающую механическую работу только за счет охлаждения и теплового резервуара.

Постулат Клаузиуса - самопроизвольный переход теплоты от более холодных тел, к более горячим невозможен.

Закон сохранения и превращения энергии.

Юлиус Роберт Майер — один из тех, кто своими исследованиями открыл новую, энергетическую эру, в возрасте десяти лет сконструировал свой первый и последний перпетуум мобиле. Мальчик построил небольшую «сухую» водяную мельницу с водяным колесом и архимедовым винтом для обратного перекачивания воды к лопастям водяного колеса. Быть может, именно неудача, постигшая его, как и всех остальных, дала будущему исследователю материал для размышлений. Майеру удалось сформулировать один из важнейших законов современной физики - закон сохранения энергии, согласно которому энергия в произвольной замкнутой системе при любых процессах, происходящих в системе, остается величиной постоянной и лишь переходит из одной формы в другую .

Независимо от Майера закон сохранения энергии был также установлен английским физиком Джеймсом Прескоттом Джоулем . Джоуль получил значение механического эквивалента тепла. Оказалось, что одной единице тепла - килокалории, определяемой, как количество тепла, необходимое для нагревания одного килограмма деаэрированной воды при нормальном атмосферном давлении от 14,5°С до 15,5°С, соответствует 4186,8 джоулей (418,7 кгм) механической работы.

Я не буду рассматривать варианты этих «аппаратов», если хотите, поищите сами в Интернете или библиотеке. У меня лично, они интереса не вызывают, потому что я верю в Закон сохранения энергии. Я, предлагаю Вам внимательнее присмотреться к тем «устройствам», которые направлены на извлечение реальной энергии из различного рода веществ и явлений природы, которые имеются в окружающей среде. Веществ, которые при определённых условиях, могут оказаться источниками дешёвой энергии.

Вещества, явления и устройства извлечения энергии из этих веществ и явлений:

1. Постоянные магниты и созданные на их основе магнитные двигатели;

2. Обыкновенная вода и устройства извлечения из воды водорода, как топлива;

3. Природные физические явления, из которых возможно извлечение энергии:

— электромагнитное поле Земли;

— электростатический заряд атмосферы Земли, ионизация;

— солнечный свет;

— температурный эффект нагревания днём и остывания ночью различных объёмных материалов (есть на нашей планете места, где суточная температура изменяется в огромных пределах).

Кто-то ещё хотел бы добавить, или спросить: А энергия бесконечного эфира? Если это спросили Вы, отвечу: Закройте эту страничку, и вообще не заходите в этот раздел сайта! Если Вы настолько невежественны, то читайте книжки Ганса Христиана Андерсена! Пока не научились извлекать энергию из придуманного ещё алхимиками средневековья «Эфира», даже вкладывая туда в сотню раз превосходящую энергию. О чём тогда с Вами говорить? Никто не представляет, что же это такое «Эфир»? Вы, как знаток невероятно правдивых историй Андерсена можете сказать: А опыты знаменитого учёного Теслы? Он же использовал энергию эфира! Отвечу: А ещё, он любил вышивать крестиком! Когда рыбачил, то глушил рыбу дубиной! А когда спал, то одеяло с него всё время падало потому, что он во сне парил в воздухе!

Не надо смешивать имя великого учёного с различного рода сказками! Откуда у Вас такая уверенность, что он использовал эфир, из статей в Рунете? Так Вам ещё не то напишут, лишь бы Вы пришли на сайт. Быть может, Вы насмотрелись фильмов о Николе Тесла? Смотрите на здоровье, но они имеют больше биографический и сенсационный характер, а не научный. Любой человек может предполагать и высказывать своё предположение. Предположить, а потом изложить своё видение на непонятные вещи можете и Вы и я, но если это не подкреплено научными объяснениями, или хотя бы конкретным практическим доказательством, то это называется простым словом – вымысел. Но если, своё предположение выдают за истину, это уже – обман, а те, кто «наматывает обман себе на уши» – невежественные люди.

Ну а теперь, вернёмся и рассмотрим вещества, явления и устройства извлечения энергии из этих веществ и явлений.

Электромагнитные двигатель — генераторы

Современные компактные и мощные постоянные магниты таят в себе значительную скрытую энергию магнитного поля. Уголь при сгорании выделяет 33 Дж на грамм, нефть, которая через 10-15 лет у нас начнет подходить к концу, выделяет 44 Дж на грамм, грамм урана дает 43 миллиарда Дж энергии. В постоянном магните теоретически содержится 17 миллиардов Дж энергии. Конечно, как и у обычных источников энергии, КПД магнита не будет стопроцентным, к тому же у ферритового магнита срок жизни около 70 лет, при условии, что на него не действуют сильные физические, температурные и магнитные нагрузки, впрочем, при таком количестве заключенной в нем энергии, это не так уж и важно. К тому же, есть еще уже серийные промышленные магниты из редких металлов, которые в десять раз сильнее ферритовых и соответственно эффективнее. Вопрос «откуда в постоянном магните столько энергии»- остается в науке пока открытым. Многие ученые считают, что энергия в постоянный магнит непрерывно поступает извне от эфира (физического вакуума). А иные исследователи утверждают, что она просто возникает в нем из-за намагниченного материала постоянного магнита. Пока ясности тут нет.

В мире есть уже много патентов и инженерных решений различных конструкций магнитных двигателей – но практически пока нет в показе таких действующих магнитных двигателей в режиме «вечных двигателей».

Некоторые известные магнитные двигатели

— Магнито – механические магнитные моторы Дудышева;

— Магнитный двигатель Калинина;

— Электромагнитный мотор «Перендев»;

— Двигатель магнитный Минато. На рисунке справа.

— Мотор Джонсона- аналог электромагнитного мотора «Перендев»;

— Магнитный мотор – генератор Шкондина;

— Магнитый Мотор –генератор Адамса.

Видеоролики с этим двигателем, в Интернете просто кишат. В ролике интересно демонстрируют его работу: Быстро вводят ротор в статор, тот резко начинает крутиться, а когда он начинает останавливаться, то так же быстро выводят. То есть сначала дают толчок и всё, Вы в состоянии удовольствия. А когда энергия толчка магнитным полем заканчивается и ротор реально останавливается сам по себе, то выводят ротор и он на глазах изумлённых наблюдателей действительно останавливается. Кто и кого обманывает? А ещё говорят, что этот двигатель наиболее перспективный.

Известны и другие МД, но они примерно таких, же принципов действия. Самый простой изображён на рисунках ниже.

Ощутимый реальный прогресс по МД наметился по малозатратным совмещенным магнито-электромагнитным двигателям с применением в них высокоэффективных постоянных магнитов – электромагнитные двигатели –генераторы (ЭМДГ) с электромагнитами и постоянными магнитами на статоре или роторе. Причем они уже реально существуют, непрерывно совершенствуются и даже некоторые из них уже серийно выпускаются. Некоторые простейшие конструкции совмещенных ЭМДГ даже уже дошли до серийного выпуска и массового внедрения. Это, например, серийные электромагнитные мотор-колеса Шкондина, применяемые на электровелосипедах.

Однако конструкции и энергетика всех известных ЭМДГ достаточно неэффективные, что не позволяет им работать в режиме «вечного двигателя» — без внешнего источника электроэнергии. И я хочу сделать вывод: Не бывает «Вечных» магнитных двигателей, бывают магнитные двигатели с высоким КПД (стремящимся к 100%).

Если я не прав и Вы можете мне доказать противоположное, пишите мне на почтовый ящик, только приложите доказательство, в противном случае я приму Ваше письмо как очередную сказку Ганса Христиана, а потом просто удалю, как мусор.

Многое из того, о чём я в этой статье написал имеется в бесконечном количестве копий на разных сайтах в Рунете. Так уж устроен Рунет, что многие наживаются на монтаже видеороликов, статьях с неправдоподобной информацией. Причём, не тратят на это никаких средств вообще. Лишь бы их материал был сенсационный. Легко найти два видеоролика, в которых на обычный щёточный двигатель постоянного тока, насаживают пластиковую крышку от пищевых продуктов, на которую приклеивают несколько маленьких постоянных магнитов. Маленькое отступление: щёточный двигатель постоянного тока способен работать в режиме генератора. Выводы двигателя подключают на лампочку или светодиод. Двигатель закрепляют на столе с помощью пластилина. И кульминация: К магнитам приближают другой постоянный магнит и «О ЧУДО!» — крышка начала вращать двигатель, а тот начал вырабатывать электроэнергию – лампочка загорелась. А теперь раскрою секрет вечной энергии: под столом такой же двигатель, запитанный от реальной батарейки, вращает такую же крышку, с такими же приклеенными к ней магнитами, только этого Вам не показывают. Если не верите, задайте себе вопрос: А почему эту конструкцию прицепляют на пластилин не горизонтально поверхности стола, а под наклоном? Не догадались? Да для того, чтобы уменьшить расстояние к магнитам, находящимся под столом. Чем меньше расстояние, тем лучше у факира удается фокус!

Я не очень силён в магнитных полях, и в своей деятельности не использую правил правой или левой руки, поэтому эта тема не для меня. Мало того, если бы я действительно увидел «реальную вещь», то я бы ночами бы грыз науку и экспериментировал. Но, увы, в области магнитных двигателей прогресс идёт только в сторону приближения КПД к 100%, абсолютно так же, как в других видах известных Вам и всему миру двигателей. Поэтому, это тема для спецов магнитных полей.

Меня особо интересуют:

1.Обыкновенная вода и устройства извлечения водорода из воды, как топлива для дальнейшего сжигания.

2. Природные физические явления и способы их использования в качестве источников энергии.

А начну я со способов извлечения энергии из обыкновенной воды разложением на водород и кислород , поскольку считаю это наиболее интересным и перспективным направлением исследований.

I. Для разложения воды на водород и кислород широко применяются электролизёрные установки . Одна из них представлена в разделе Практические схемы устройств под названием: Портативная электролизерная установка . Установка интересна тем, что её можно использовать в любительских условиях для мелких работ различной направленности. Так как электролизёры потребляют большое количество энергии, то использоваться они могут только стационарно. Кроме того, электролит в электролизёре под действием электрического тока нагревается, поэтому существует ограничение по времени непрерывного использования электролизёра, либо его конструкцию изготавливают таким образом, чтобы обеспечить отвод тепла в окружающее пространство. Недостаток указывает на то, что электролизёры имеют низкий КПД. «Штука» для хорошего мастера просто замечательная, но на звание «Источника дешёвой энергии» не претендует.

II. В средствах массовой информации недавно появилось понятие «топливная ячейка» . По своей сути топливная ячейка работает так же, как и электролизёр. Но существуют значительные различия. В состав топливных ячеек вводят специальные катализаторы, промежуточные слои, каналы вывода газов и другие доработки и ухищрения. В результате этого, такие топливные ячейки для газообразования требуют значительно меньший приложенный электрический ток, чем электролизёры. У таких ячеек большой КПД и на звание «Источника дешёвой энергии» они вполне могли бы претендовать, если бы не их дорогая себестоимость , в связи с тем, что в таких ячейках используются драгоценные и редкоземельные металлы. Сами ячейки не долговечны, и затраты на их изготовление в результате эксплуатации окупаются с великим трудом.

III. Периодически появляются статьи о выделении водорода из воды путём «электроосмоса» . Поясню, что это такое. Электроосмостические установки используют в строительстве, для быстрейшего затвердения бетона. Над поверхностью залитой бетоном устанавливают металлическую сетку, к которой подключается положительный высоковольтный провод. Отрицательный провод подключают к арматуре, залитой бетоном, который необходимо высушить. Таким образом, образуется высокопотенциальное электростатическое поле, которое позволяет ускорить процесс испарения воды с поверхности бетона, время затвердения последнего значительно уменьшается. Некоторые специалисты предполагают, что происходит не простое испарение молекул воды, а разложение молекул на атомы водорода и кислорода. Мало того, эти специалисты ещё на всякий случай патентуют свои соображения. А что? Вдруг они правы?! На создание высоковольтного электростатического поля большого тока не надо, а эффект может быть действительно значительным. Если мне нечем будет заняться, может быть, когда то этим займусь. Но не в «наше» время, наверное, это будет на пенсии.

IV. В Интернете есть статьи о приставке Бакаева . Говорят, он ставит эту приставку, где то в районе карбюратора двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Приставка создаёт огромное давление, сжимающее воду, при высвобождении последней, она просто «разлетается» на атомы водорода и кислорода, которые попадают в камеру сгорания двигателя. Пишут, что автомобиль едет на обыкновенной воде. Бакаев держит свою приставку в секрете, и устанавливает её только тем, кого он причисляет к достойным для этого людям. При этом, лет десять, ездит более тысячи его приставок, но почему то никто из авторитетных учёных, инженеров до сих пор не знает о том, как приставка Бакаева работает. Странно, этому Бакаеву давно наступили бы, куда надо авторитетные люди, и рассказали бы ему о мамке-Родине и других полезных для русского человека вещах. Я о поведении воды при сжатиях и разрежении ничего не знаю, поэтому считаю приставку Бакаева мифом, и как следствие не моим увлечением.

V. В Рунете есть ещё такой ролик: Сидят два мужика — научные сотрудники (с лицами не редко видавшими оборотистые напитки), и рассказывают о своих исследованиях с водой. В пластиковые бутылочки налита вода, они попили, сказали «О йя, йя! Настоящий, вкусный водичка!». После, из шприца добавили туда солярки, взболтали. Посидели, потрепались. Потом открыли бутылочку, макнули туда полоску бумаги, подожгли полоску. И «О ЧУДО!», бумажка быстро и ярко загорелась. Круто, у них горящая вода! На самом деле, Вы можете сделать то же самое, и у Вас тоже бумажка будет гореть. Вместо воды, Вы можете использовать даже продукты своей жизнедеятельности. Ведь пока они после взбалтывания бутылок сидели и трепались, солярка собралась плёнкой на поверхности бутылки. При опускании в бутылку бумажки, произошёл эффект смачивания, в ходе которого, солярка, обволакивая бумажку со всех сторон, не дала воде доступ к бумажке. Конечно, в небольшом количестве вода попала на бумажку, потому, что во время горения был слышен треск и шипение. Но этот ролик они могли снимать много раз, пока не получится то, что «не стыдно показать». Кроме того, ведь можно выбрать и тип бумаги, ведь у них у всех разная способность впитывания и смачивания – это принтерная бумага, или простая туалетная?

VI. Теперь дошли до самого, на мой взгляд, интересного. Читали Вы статью «Вода вместо бензина» ? Если нет, поясню: Речь идёт о Топливной ячейке Мэйера , собранной этим американским технарём у себя в гараже. Она при малом потреблении электрического тока производит огромное количество водорода. Если есть желание, можете найти об этом кучу материала в Интернете. Не путайте этого изобретателя 20-го столетия с Юлиусом Робертом Майером. Так вот, эта Ячейка Мэйера меня очень заинтересовала. Сначала я неделю её вдумчиво изучал, потом решив, что это очередной обман, я бросил это бесперспективное дело. Но это я только думал, что бросил. В голове всё равно крутились идеи. Сейчас я могу сказать, что У этой ячейки Мэйера есть перспективы, и её существование вполне реально! Об этом я изложу в следующих статьях.

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:

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.
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.
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.

Вечный двигатель , перпе туум-мо биле (латинское perpetuum mobile переводится вечное движение ) - воображаемая машина, которая, будучи раз пущена в ход, совершала бы работу неограниченно долгое время, не заимствуя энергии извне. Возможность работы такой машины неограниченное время означала бы получение энергии из ничего.

Идея вечного двигателя возникла в Европе, по-видимому, в XIII веке (хотя существуют свидетельства, что первый проект вечного двигателя предложил индиец Бхаскара в XII веке). До этого проекты вечных двигателей неизвестны. Их не было у греков и римлян, которые разработали множество эффективных механизмов и заложили основы научных подходов к изучению природы. Ученые предполагают, что дешевая и практически неограниченная рабочая сила в виде рабов тормозила в античности разработку дешевых источников энергии.

Почему люди так упорно хотели построить вечный двигатель?

В этом нет ничего удивительного. В XII-XIII веке начались крестовые походы и европейское общество пришло в движение. Стало быстрее развиваться ремесло и совершенствоваться машины, приводящие в движение механизмы. В основном это были водяные колеса и колеса, приводимые в движение животными (лошадьми, мулами, быками, ходившими по кругу). Вот и возникла идея придумать эффективную машину, приводимую в движение более дешевой энергией. Если энергия берется из ничего, то она ничего не стоит и это крайний частный случай дешевизны - даром.

Еще популярнее идея вечного двигателя стала в XVI-XVII веках, в эпоху перехода к машинному производству. Число известных проектов вечного двигателя перевалило за тысячу. Создать вечный двигатель мечтали не только малообразованные ремесленники, но и некоторые крупные ученые своего времени, так как тогда не существовало принципиального научного запрета на создание такого устройства.

Уже в XV-XVII веке прозорливые естествоиспытатели, такие как Леонардо да Винчи, Джироламо Кардано, Симон Стевин, Галилео Галилей сформулировали принцип: «Создать вечный двигатель невозможно». Симон Стевин был первым, кто на основе этого принципа вывел закон равновесия сил на наклонной плоскости, что привело его в конце концов к открытию закона сложения сил по правилу треугольника (сложение векторов).

К середине XVIII века, после многовековых попыток создать вечный двигатель, большинство ученых стали считать, что сделать это невозможно. Это был просто экспериментальный факт.

С 1775 года Французская академия наук отказалась рассматривать проекты вечного двигателя, хотя и в это время у французских академиков не было твердых научных оснований принципиально отрицать возможность черпать энергию из ничего.

Невозможность получения дополнительной работы из ничего была твердо обоснована лишь с созданием и утверждением как всеобщего и одного из самых фундаментальных законов природы «закона сохранения энергии».

Сначала Готфрид Лейбниц в 1686 году сформулировал закон сохранения механической энергии. А закон сохранения энергии как всеобщий закон природы сформулировали независимо Юлиус Майер (1845), Джеймс Джоуль (1843–50) и Герман Гельмгольц (1847).

Врач Майер и физиолог Гельмгольц сделали последний важный шаг. Они установили, что закон сохранения энергии справедлив для животных и растений. До этого существовало понятие «живая сила» и считалось, что для животных и растений законы физики могут не выполняться. Таким образом, закон сохранения энергии был первым принципом, установленным для всей познанной Вселенной.

Последним штрихом в обобщении закона сохранения энергии стала специальная теория относительности Альберта Эйнштейна (1905 г.). Он показал, что закон сохранения массы (был такой закон) - часть закона сохранения энергии. Энергия и масса эквивалентны по формуле Е = mс 2 , где с - скорость света.

В продолжение нашего курса «Физика для чайников» начнем рассматривать основы такого важнейшего раздела как термодинамика .

Активное развитие термодинамики началось в девятнадцатом веке. Именно тогда люди начали строить первые паровые машины, а потом активно внедрять их в производство. Началась промышленная революция, и, естественно, всем хотелось увеличить коэффициент полезного действия машин, чтобы произвести больше продукции, доехать подальше и в конце-концов получить больше денег. Все это очень хорошо стимулировало развитие науки и наоборот. Но давайте ближе к сути вопроса.

Термодинамика – раздел физики, изучающий макроскопические системы, их наиболее общие свойства, способы передачи и превращения энергии в таких системах.

Что такое макроскопические системы? Это системы, состоящие из очень большого числа частиц. Например, баллон с газом или воздушный шар. Описание таких систем методами классической механики просто невозможно – ведь мы не можем измерить скорость, энергию и другие параметры каждой молекулы газа в отдельности. Тем не менее, поведение всей совокупности частиц подчиняется статистическим закономерностям. По сути любой видимый нами (невооруженным глазом) предмет может быть определен как термодинамическая система.

– реально или мысленно выделяемая макроскопическая физическая система, состоящая из большого числа частиц, не требующая для своего описания привлечения микроскопических характеристик отдельных частиц. Соответственно, для описания термодинамической системы используются макроскопические параметры, не относящиеся к каждой частице, но описывающие систему целиком. Это температура, давление, объем, масса системы и проч.

Важно отметить, что термодинамические системы могут быть замкнутыми и незамкнутыми . Замкнутая система – это такая система, которую при помощи реальной или воображаемой оболочки оградили от окружающей среды, при этом количество частиц в системе остается постоянным.

Система может находится в разных состояниях. Например, мы взяли баллон с газом и начали его нагревать. Тем самым мы изменили энергию молекул газа, они стали двигаться быстрее, и система перешла в какое-то новое состояние с более высокой температурой. Но что будет, если систему оставить в покое? Тогда система через какое-то время придет в состояние термодинамического равновесия .

Что это значит?

Термодинамическое равновесие – это состояние системы, в котором ее макроскопические параметры (температура, объем и др.) остаются неизменными с течением времени.

Термодинамика стоит на трех своих столпах. Существуют три основных постулата или три закона термодинамики. Они называются соответственно первым, вторым и третьим началами термодинамики. Рассмотрим первое начало или первый закон термодинамики.

Первое начало термодинамики

Первое начало термодинамики гласит:

В любой изолированной системе запас энергии остается постоянным.

К слову, у данного постулата есть еще несколько эквивалентных формулировок. Приведем их ниже:

Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение внутренней энергии системы, а также на совершение работы против внешних сил.

Невозможен вечный двигатель первого рода (двигатель, совершающий работу без затраты энергии).

Запишем также математическое выражение первого начала термодинамики:

Здесь Q - количество теплоты, дельта U - изменение внутренней энергии, A - работа против внешних сил. Для различных термодинамических процессов в силу их особенностей запись первого начала будет выглядеть по-разному.

Почему невозможен вечный двигатель первого рода?

Людей издревле привлекала ее величество Халява. Философский камень, превращающий любой металл в золото, скатерть самобранка, с которой не нужно готовить, джин, исполняющий любые желания. Еще одной такой идеей была идея вечного двигателя.

Вечный двигатель невозможен, потому что так устроен мир . Об этом говорят нам законы термодинамики. Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты, полученное системой, идет на изменение внутренней энергии системы, а также на совершение работы против внешних сил. Например, газ, помещенный в цилиндр с поршнем, получая определенное количество теплоты, увеличивает свою внутреннюю энергию, молекулы движутся быстрее, газ занимает больший объем и толкает поршень (работа против внешних сил). Иными словами, если работа совершается без внешнего притока энергии, она может совершаться лишь за счет внутренней энергии системы, которая рано иди поздно иссякнет, преобразовавшись в совершенную работу, на чем все закончится и система придет к состоянию термодинамического равновесия. Ведь энергия в мире никуда не уходит и не приходит, ее количество остается постоянным, а меняется лишь форма. Конечно, Вы обратили внимание на то, что речь идет о так называемом вечном двигателе первого рода (который может совершать работу без энергии). Спешим заверить, существование вечного двигателя второго рода также невозможно и объясняется вторым началом термодинамики, о котором мы поговорим в ближайшем будущем.

Надеемся, знакомство с термодинамикой прошло для Вас приятно и Вы полюбите ее всем сердцем. Если же этого не произойдет, Вы всегда можете поручить выполнение задач по термодинамике нашим авторам , пока сами занимаетесь более приятными делами.

В минувшем году журналу , в первом номере которого читателей приветствовал А.Эйнштейн , исполнилось 85 лет.

Немногочисленный коллектив Редакции продолжает издавать ИР , читателями которого вы имеете честь быть. Хотя делать это становится с каждым годом все труднее. Уже давно, в начале нового века, Редакции пришлось покинуть родное место жительства на Мясницкой улице. (Ну, в самом деле, это место для банков, а не для какого-то органа изобретателей). Нам помог однако Ю.Маслюков (в то время председатель Комитета ГД ФС РФ по промышленности) перебраться в НИИАА у метро "Калужской". Несмотря на точное соблюдение Редакцией условий договора и своевременную оплату аренды, и вдохновляющее провозглашение курса на инновации Президентом и Правительством РФ, новый директор в НИИАА сообщил нам о выселении Редакции "в связи с производственной необходимостью". Это при уменьшении численности работающих в НИИАА почти в 8 раз и соответствующем высвобождении площадей и, при том, что занимаемая редакцией площадь не составляла и одну сотую процентов необозримых площадей НИИАА.

Нас приютил МИРЭА, где мы располагаемся последние пять лет. Дважды переехать, что один раз погореть, гласит пословица. Но редакция держится и будет держаться, сколько сможет. А сможет она существовать до тех пор, пока журнал "Изобретатель и рационализатор" читают и выписывают.

Стараясь охватить информацией большее число заинтересованных людей мы обновили сайт журнала, сделав его, на наш взгляд, более информативным. Мы занимаемся оцифровкой изданий прошлых лет, начиная с 1929 года - времени основания журнала. Выпускаем электронную версию. Но главное - это бумажное издание ИР .

К сожалению, число подписчиков, единственной финансовой основы существования ИР , и организаций, и отдельных лиц уменьшается. А мои многочисленные письма о поддержке журнала к государственным руководителям разного ранга (обоим президентам РФ, премьер-министрам, обоим московским мэрам, обоим губернаторам Московской области, губернатору родной Кубани, руководителям крупнейших российских компаний) результата не дали.

В связи с вышеизложенным Редакция обращается с просьбой к вам, наши читатели: поддержите журнал, разумеется, по возможности. Квитанция, по которой можно перечислить деньги на уставную деятельность, то бишь издание журнала, опубликована ниже.