Почему невозможен вечный двигатель первого рода?

Из этого фундаментального закона следует невозможность создания вечного двигателя первого рода. Закон сохранения энергии гласит, что энергия ниоткуда не появляется и никуда бесследно не исчезает, а лишь принимает новые для себя формы.

Вечный двигатель первого рода — воображаемая система, способна совершать работу (т.е. производить энергию) неограниченное время без доступа энергии извне. Реальная подобная система может совершать работу только засчет убыли своей внутренней энергии. Но эта работа будет ограничена, так как запасы внутренней энергии системы не бесконечны.

Тепловой двигатель для производства энергии должен выполнять определенный цикл, а значит — каждый раз возвращаться в начальное состояние. Первое начало термодинамики гласит, что двигатель для совершения работы должен получать энергию извне. Вот почему невозможно построить вечный двигатель первого рода.

20. Как связаны друг с другом теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме?

21. Как вычислить работу при изобарном процессе?

В изобарном процессе (p = const) работа, совершаемая газом, выражается соотношением:

A = p (V2 – V1) = pΔV.

22. За счет чего совершается работа при изотермическом и адиабатическом процессах?

В изотермическом процессе температура газа не изменяется, следовательно, не изменяется и внутренняя энергия газа, ΔU = 0.Первый закон термодинамики для изотермического процесса выражается соотношением Q = A.Количество теплоты Q, полученной газом в процессе изотермического расширения, превращается в работу над внешними телами. При изотермическом сжатии работа внешних сил, произведенная над газом, превращается в тепло, которое передается окружающим телам. Работа газа в адиабатическом процессе выражается через температуры T1 и T2 начального и конечного состояний:

A = CV (T2 – T1).

23. Чему равна работа при изохорном процессе?

В изохорном процессе (V = const) газ работы не совершает, A = 0.

24. Какими кривыми описываются изотерма и адиабата и как они выглядят в координатах «

    p – V»?

25. Какой процесс называется круговым? В чем разница между обратимым и необратимым процессом?

26. Что такое термический коэффициент полезного действия кругового процесса?

27. В чем суть неравенства Клаузиуса для энтропии замкнутой системы? Как формулируется второе начало термодинамики?

Второе начало термодинамики является законом, в соответствии с которым макроскопические процессы, протекающие с конечной скоростью, необратимы.

второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов, которые могут происходить в термодинамических системах.Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая, чтокоэффициент полезного действияне может равняться единице, поскольку для кругового процесса температура холодильника не может равняться абсолютному нулю.Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках классическойтермодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

Неравенство Клаузиуса: Количество теплоты, полученное системой при любом круговом процессе, делённое на абсолютную температуру, при которой оно было получено (приведённое количество теплоты), неположительно.

Вечный двигатель второго рода | это… Что такое Вечный двигатель второго рода?

Ве́чный дви́гатель (лат. Perpetuum Mobile) — воображаемое устройство, позволяющее получать полезную работу, большую, чем количество сообщённой ему энергии (КПД больше 100 %).

Содержание 1 Современная классификация вечных двигателей 2 История 3 Неудачные конструкции вечных двигателей из истории 4 Патенты и авторские свидетельства на вечный двигатель 5 Известные изобретатели вечных двигателей 6 Литература 7 Примечания

Современная классификация вечных двигателей

• Вечный двигатель первого рода — двигатель (воображаемая машина), способный бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Их существование противоречит первому закону термодинамики. Согласно закону сохранения энергии, все попытки создать такой двигатель обречены на провал.
• Вечный двигатель второго рода — воображаемая машина, которая будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел (см. Демон Максвелла). Они противоречат второму закону термодинамики.
  Согласно Второму началу термодинамики, все попытки создать такой двигатель обречены на провал.

История

Индийский или арабский перпетуум мобиле с небольшими косо закрепленными сосудами, частично наполненными ртутью.

Попытки исследования места, времени и причины возникновения идеи вечного двигателя — задача весьма сложная. Не менее затруднительно назвать и первого автора подобного замысла. К самым ранним сведениям о Perpetuum mobile относится, по-видимому, упоминание, которое мы находим у индийского поэта, математика и астронома Бхаскары, а также отдельные заметки в арабских рукописях XVI в., хранящихся в Лейдене, Готе и Оксфорде

[1]. В настоящее время прародиной первых вечных двигателей по праву считается Индия. Так, Бхаскара в своем стихотворении, датируемом примерно 1150 г., описывает некое колесо с прикрепленными наискось по ободу длинными, узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Принцип действия этого первого механического перпетуум мобиле был основан на различии моментов сил тяжести, создаваемых жидкостью, перемещавшейся в сосудах, 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». Первые проекты вечного двигателя в Европе относятся к эпохе развития механики, приблизительно к XIII веку. К XVI — XVII векам идея вечного двигателя получила особенно широкое распространение. В это время быстро росло количество проектов вечных двигателей, подаваемых на рассмотрение в патентные ведомства европейских стран. Среди рисунков Леонардо Да Винчи была найдена гравюра с чертежом вечного двигателя.

Неудачные конструкции вечных двигателей из истории

Рис. 1. Одна из древнейших конструкций вечного двигателя

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

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

Рис. 2. Конструкция вечного двигателя, основанного на законе Архимеда

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

Здесь не учтено следующее: выталкивающая сила — это разница между давлениями воды, действующими на нижнюю и верхнюю части погруженного в воду предмета.

В конструкции, приведённой на рисунке, эта разница будет стремиться вытолкнуть те баки, которые находятся под водой в правой части рисунка. Но на самый нижний бак, который затыкает собой отверстие, будет действовать лишь сила давления на его правую поверхность. И она будет превышать суммарную силу, действующую на остальные баки. Поэтому вся система просто прокрутится по часовой стрелке, пока не выльется вода.

Патенты и авторские свидетельства на вечный двигатель

В 1775 году Парижская академия наук приняла решения не рассматривать заявки на патентование вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания.

В Российской Федерации заявки на патентование вечного двигателя не рассматриваются, хотя Андрею Мельниченко они были выданы: Сайт Роспатента login: guest password: guest

Заявки на патент:

№ 2006142180 (2008.06.10) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЗА СЧЕТ ЭНЕРГИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ (Заявки на российские изобретения (рус. ))

№ 2005138780 (2007.07.20) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЗА СЧЕТ ЭНЕРГИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ (Заявки на российские изобретения (рус.))

№ 2005128940 (2007.03.27) СПОСОБ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ УСИЛЕНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ ПРИ РЕЗОНАНСНОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН (Заявки на российские изобретения (рус.))

№ 2005100451 (2006.06.20) СПОСОБ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ИЗ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ (Заявки на российские изобретения (рус.))

Известные изобретатели вечных двигателей

• Бесслер, Иоганн Эрнст Элиас
• Чернышевский, Николай Гаврилович

Литература

• Вознесенский Н. Н. О машинах вечного движения. М., 1926.
• Ихак-Рубинер Ф. Вечный двигатель. М., 1922.
• Кирпичёв В. Л. Беседы по механике. М.: ГИТЛ, 1951.
• Мах Э. Принцип сохранения работы: История и корень его. СПб., 1909.
• Михал С. Вечный двигатель вчера и сегодня. М.: Мир, 1984.
• Орд-Хьюм А. Вечное движение. История одной навязчивой идеи. М.: Знание, 1980.
• Перельман Я. И. Занимательная физика. Кн. 1 и 2. М.: Наука, 1979.
• Петрунин Ю. Почему идея вечного двигателя не существовала в античности? // Петрунин Ю.Ю. Призрак Царьграда: неразрешимые задачи в русской и европейской культуре. — М.: КДУ, 2006, с. 75-82

Примечания

1. ↑ ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Наиболее ранние сведения о вечных двигателях

Вечный двигатель первого рода

Вечный двигатель — это движение тел, которое никогда не прекращается и продолжается вечно в невозмущенной системе. Вечный двигатель основан на гипотезе о том, что тело может работать бесконечно без какого-либо внешнего источника энергии. С технической точки зрения, устройство, которое может двигаться или работать бесконечно, невозможно, поскольку оно нарушило бы первый и второй законы термодинамики. Закон термодинамики применяется ко всем машинам, независимо от размера устройств или системы.

Принципы вечного двигателя первого рода 

Концепция вечного двигателя первого рода заключается в том, что он нарушает как первый, так и второй закон термодинамики. Он может выполнять бесконечно малую работу без затрат энергии.

• Закон сохранения гласит, что в изолированной системе система не может производить новую энергию. Работа, выполняемая тепловыми машинами, и их результат всегда меньше по сравнению с потребляемой мощностью нагрева

• Работа, совершаемая тепловыми двигателями, и их мощность всегда меньше потребляемой тепловой мощности. Оставшееся тепло теряется в окружающей среде.

• КПД тепловой машины меньше КПД Карно из-за необратимости, вызванной скоростью процессов.

Классификация

Классификация вечных двигателей основана на нарушении двигателями закона термодинамики.

• Вечный двигатель первого типа работает без подвода энергии и, следовательно, нарушает первый закон термодинамики.

• Вечный двигатель 2-го типа напрямую преобразует мощность, то есть тепловую работу, в механическую, нарушая следующие законы термодинамики.

• Вечный двигатель третьего типа постоянно поддерживает движение, устраняя движение и другие диссипативные силы из-за своей массы.

Что такое закрытая система?

Закрытая система — это система, которая не взаимодействует с окружающей средой и остается изолированной сама по себе. Закрытая система подразумевает отсутствие внешних сил, действующих на систему или внутри нее, и нет чистого переноса массы между системой и ее окружением.

Дело не только в том, что входит и выходит, но и в том, куда вещи попадают, когда выходят.

Чтобы процесс считался «замкнутым», он также должен находиться в стационарном состоянии, а это означает, что концентрации всех реагентов и продуктов не меняются со временем. Кроме того, если в реакционном сосуде происходят какие-либо реакции, они должны достичь равновесия друг с другом, прежде чем можно будет проводить какие-либо физические измерения.

Теория создания вечной машины 

Машина основана на законе Фарадея об электромагнитной индукции, который гласит, что при относительном движении между индукционной катушкой и магнитом количество линий, магнитных силовых линий с индукционной катушкой колеблется, что приводит к флуктуациям магнитного потока, связанного с катушкой, из-за чего в катушке индуцируется электродвижущая сила, также известная как ЭДС, и в результате в катушке возникает индуцированный электрический ток».

e=N d𝞥/dt

Где, 

e = ЭДС индукции

N = количество витков провода в катушке

d𝞥 = изменение магнитного потока 

Когда 𝞥 = BA cos𝝷

Где 𝞥 = магнитный поток

B = напряженность магнитного потока

 A = площадь катушки

dt = время одного циклического колебания магнитного потока

Следовательно,

P _м  = F. rϖ 9 0003

P _м  = Вт .rϖ

P _м  = mgrϖ

m = масса вращающегося тела

ϖ = угловая скорость

g = ускорение свободного падения

Конструкция машины

Машина состоит из следующих частей

• Кривошип 90 003

• Шатун

• Индукционное масло

• Электродвигатель

• ОТДЕЛЯЕТСЯ БАЙТА

• Колеса

• Neodymium Magnet

Расположение индукционной катушки и текущий объем производства магнита зависят от удельного сопротивления материала индукционной катушки. При использовании медного провода значение удельного сопротивления составляет 1,7×10 ^-8 Ом. метр. Магнитная сила рассматриваемого магнита будет составлять от 10000 Гс до 13000 Гс в зависимости от класса магнита, будь то класс N30 или класс N50.

Рабочий

Работа машины основана на двух фазах операций. Во-первых, эта мощность подается на двигатель, подключенный к электрической цепи. Как только двигатель начнет вращаться, вал, соединенный с двигателем, также начнет двигаться вместе с колесами, прикрепленными к валу. Это заставит шатун двигаться вверх и вниз, что приведет к движению магнита, соединенного со стержнем. Результат всех этих моментов вызовет относительное движение.

Вторая фаза — после подачи электричества на мотор с помощью аккумуляторов, чтобы колеса вращались некоторое время, пока аккумулятор не разрядится. Поскольку колесо вращается, магниты также будут совершать возвратно-поступательные движения вверх и вниз по индукционной катушке, которая будет производить электрический ток и подаваться на двигатель, и эта петля будет продолжаться.

В результате после запуска машина вращается без подвода энергии. Теперь это состояние машины, работающей без подвода энергии, известно как вечный двигатель первого рода.

Заключение

Вечный двигатель — это всего лишь теоретическое объяснение, которое нарушает первый и второй законы термодинамики и невозможно в реальной жизни. Концепция вечных двигателей восходит к средним векам, и было неясно, возможно ли это. Но закон термодинамики утверждал, что это невозможно, и, несмотря на это утверждение, было предпринято много попыток построить вечный двигатель. Мы также обсудили вечные двигатели и теорию их создания.

Вечный двигатель — определение, типы, мифы и факты, а также часто задаваемые вопросы

Знаете ли вы, как мы называем то, что вечно работает в незатронутой системе? Его называют вечным. Итак, что вы подразумеваете под вечным двигателем? Возможна ли система, находящаяся в вечном движении? Подчиняется ли оно законам термодинамики? Что является источником энергии в вечном двигателе? В этой статье вы узнаете ответы на все эти вопросы.

Что такое вечный двигатель?

Мы знаем, что для любого движения необходим внешний источник энергии. Если мы возьмем игрушку, которая работает от батареи, она получает энергию для работы через батарею и останавливается, когда энергия батареи исчерпывается. Однако эти вечные системы никогда не требуют для работы такого источника энергии. Машина, которая может работать бесконечно без внешнего источника энергии, известна как вечный двигатель. Любое движение, которое может поддерживаться без использования каких-либо внешних источников энергии, называется вечным двигателем.

Примечание. Машина, работающая на вечном двигателе, является гипотетической машиной. По законам физики эти машины не могут существовать.

Концепция вечного двигателя или вечного двигателя нарушает законы термодинамики. Согласно первому закону термодинамики, энергию нельзя создать или уничтожить, ее можно только преобразовать из одной формы в другую. Вечный двигатель, если бы он существовал, должен был бы производить работу без затрат энергии.

Согласно второму закону термодинамики в естественном термодинамическом процессе сумма энтропий взаимодействующих термодинамических систем возрастает. Некоторая часть энергии вечного двигателя теряется при преобразовании тепла в работу. Теперь давайте узнаем типы вечных двигателей.

Типы вечных двигателей

Поиски создания вечных двигателей никогда не прекращались. На самом деле поиски начались в 8 веке с изобретением волшебного колеса. Выдающиеся физики, такие как Никола Тесла и Леонардо да Винчи, вложили свое драгоценное время и знания в его поиск.

Вечные двигатели делятся на три типа:

• Машины первого рода
• Машины второго рода
• Машины третьего рода

Машины первого рода

Этот тип машин производит работу без затрат энергии и не подчиняется первому закону термодинамики.

Машины второго рода

Этот тип машин самопроизвольно преобразует тепловую энергию в механическую работу без каких-либо затрат. Когда тепловая энергия рассматривается как эквивалент выполненной работы, это явно нарушает второй закон термодинамики.

Машины третьего рода

Этот тип машин продолжает двигаться вечно из-за инерции, поскольку они полностью устраняют трение. В механической системе диссипация не может быть полностью устранена. Следовательно, существование таких машин невозможно.

Мифы о вечных двигателях

Существует ошибочное мнение, что некоторые системы считаются вечными двигателями. Давайте обсудим некоторые мифы о вечных двигателях.

Можно было бы предположить, что часы с автоподзаводом, как следует из названия, могут работать сами по себе без какого-либо вмешательства. Но дело в том, что он получает энергию от изменений температуры или давления атмосферы. Следовательно, это не вечный двигатель.

Другим классическим примером является то, что небесные тела, такие как планеты, могут казаться находящимися в вечном движении. Но они вынуждены двигаться благодаря наличию внешних источников энергии, таких как солнечный ветер, гравитационное излучение, тепловое излучение и сопротивление межзвездной среды.