О “вечном двигателе”, “вечном движении” часто говорят и в прямом и в переносном смысле слова, но не все отдают себе отчет, что, собственно, надо подразумевать под этим выражением. Вечный двигатель – это такой воображаемый механизм, который безостановочно движет сам себя и, кроме того, совершает еще какую-нибудь полезную работу (например, поднимает груз). Такого механизма никто построить не смог, хотя по пытки изобрести его делались уже давно. Бесплодность этих попыток привела к твердому убеждению в невозможности вечного двигателя и к установлению закона сохранения энергии – фундаментального утверждения современной науки. Что касается вечного движения, то под этим выражением подразумевается непрекращающееся движение без совершения работы. Рис. Мнимое вечно движущееся колесо, придуманное в средние века На рис. изображен мнимый самодвижущийся механизм – один из древнейших проектов вечного двигателя, иногда и теперь возрождаемый неудачливыми фанатиками этой идеи. К краям колеса прикреплены откидные палочки с грузами на концах. При всяком положении колеса грузы на правой его стороне будут откинуты дальше от центра, нежели на левой; эта половина, следовательно, должна всегда перетягивать левую и тем самым заставлять колесо вращаться. Значит, колесо должно вращаться вечно, по крайней мере до тех пор, пока не перетрется его ось. Так думал изобретатель. Между тем, если сделать такой двигатель, то он вращаться не будет. Почему же расчет изобретателя не оправдывается? Взгляните на рис.: справа всего 4 груза, слева же – 8. Оказывается, что вся система уравновешивается; естественно, что колесо вращаться не станет, а, сделав несколько качаний, остановится в таком положении [Движение такой системы описывается с помощью так называемой теоремы моментов.]. “ – Что такое perpetuum mobile? – спросил Мартын. – Perpetuum mobile, – отвечает ему Бертольд, – есть вечное движение. Если найду вечное движение, то я не вижу границ творчеству человеческому… Видишь ли, добрый мой Мартын! Делать золото – задача заманчивая, открытие, может быть, любопытное и выгодное, но найти perpetuum mobile… О!…”. Были придуманы сотни “вечных двигателей”, но ни один не двигался. В каждом случае, как и в нашем примере, изобретатель упускал из виду какое-нибудь обстоятельство, которое и разрушало все планы. Рис. Мнимый вечный двигатель с перекатывающимися шариками.
Рис. Мнимый вечный двигатель в городе Лос-Анжелесе (Калифорния), устроенный ради рекламы.
– Нет, – ответили мне сконфуженно. – Его не видно: прикрыт газетой… Закон сохранения энергии вновь завоевал у них доверие и более уже не утрачивал его. |
10 попыток создать вечный двигатель
Технология вечного двигателя привлекала людей во все времена. Сегодня она считается скорее псевдонаучной и невозможной, нежели наоборот, но это не останавливает людей от создания все более диковинных штуковин и вещиц в надежде нарушить законы физики и произвести мировую революцию. Хотя многие ученые уже доказали, что вечный двигатель невозможен, ничто не мешает одному из них в один день найти решение многовекового вопроса. Ведь когда-то человечество и о полетах только мечтало! Перед вами десять исторических и крайне занимательных попыток создать что-то, похожее на вечный двигатель.
Человечество пыталось создать вечный двигатель на протяжении многих столетий
Что такое батарейка Карпена
Батарейка Карпена пусть и не стала вечным двигателем, но все равно способна проработать 60 лет
В 1950-х годах румынский инженер Николае Василеску-Карпен изобрел батарею. Ныне расположенная (хотя и не на стендах) в Национальном техническом музее Румынии, эта батарея по-прежнему работает, хотя ученые до сих пор не сошлись во мнении, как и почему она вообще продолжает работать.
Батарея в устройстве остается той же одновольтной батарейкой, которую Карпен установил в 50-х годах. Долгое время машина была забытой, пока музей не был в состоянии качественно выставлять ее и обеспечивать безопасность такой странной штуковине. Недавно обнаружили, что батарея работает и по-прежнему выдает стабильное напряжение — спустя уже 60 лет.
Успешно защитив докторскую степень на тему магнитных эффектов в движущихся телах в 1904 году, Карпен наверняка мог создать что-то из ряда вон выходящее. К 1909 году он занялся исследованием высокочастотных токов и передачи телефонных сигналов на большие расстояния. Строил телеграфные станции, исследовал тепло окружающей среды и продвинутые технологии топливных элементов. Однако современные ученые до сих пор не пришли к единым выводам о принципах работы его странной батареи.
Было выдвинуто множество догадок, от преобразования тепловой энергии в механическую в процессе цикла, термодинамический принцип которого мы пока не обнаружили. Математический аппарат его изобретения кажется невероятно сложным, потенциально включая понятия вроде термосифонного эффекта и температурных уравнений скалярного поля. Хотя мы не смогли создать вечный двигатель, способный вырабатывать бесконечную и бесплатную энергию в огромных количествах, ничто не мешает нам радоваться батарейке, непрерывно работающей в течение 60 лет.
Как работает энергетическая машина Джо Ньюмана
Джо Ньюман и его энергетическая машина
В 1911 году Бюро патентов США выпустило огромный указ. Они больше не будут выдавать патенты на устройства вечных двигателей, поскольку кажется научно невозможным создать такое устройство. Для некоторых изобретателей это означало, что сражаться за признание своей работы законной наукой теперь будет немного сложнее.
В 1984 году Джо Ньюман попал на вечерний выпуск новостей CMS с Дэном Разером и показал нечто невероятное. Живущие во время нефтяного кризиса люди были в восторге от идеи изобретателя: он представил вечный двигатель, который работал и производил больше энергии, чем потреблял.
Ученые, впрочем, не поверили ни единому слову Ньюмана.
Национальное бюро стандартов испытало устройство ученого, состоящее по большей части из аккумуляторов, заряжаемых магнитом, вращающимся внутри катушки из провода. Во время испытаний все заявления Ньюмана оказались пустыми, хотя некоторые люди продолжали верить ученому. Поэтому он решил взять свою энергетическую машину и отправиться в тур, по дороге демонстрируя ее работу. Ньюман утверждал, что его машина выдает в 10 раз больше энергии, чем поглощает, то есть работает с КПД свыше 100%. Когда его патентные заявки были отвергнуты, а научное сообщество буквально выбросило его изобретение в лужу, горю его не было предела.
Будучи ученым-любителем, который даже не закончил среднюю школу, Ньюман не сдавался, даже когда никто не поддерживал его план. Убежденный, что Бог ниспослал ему машину, которая должна изменить человечество к лучшему, Ньюман всегда считал, что истинная ценность его машины всегда была сокрыта от властей предержащих.
Водяной винт Роберта Фладда — вечный двигатель?
Многие ученые брали воду за основу своих потенциальных вечных двигателей
Роберт Фладд был своего рода символом, который мог появиться лишь в определенное время в истории. Наполовину ученый, наполовину алхимик, Фладд описывал и изобретал разные вещи на рубеже 17 века. У него были довольно странные идеи: он считал, что молнии были земным воплощением гнева Божьего, который поражает их, если те не бегут. При этом Фладд верил в ряд принципов, принятых нами сегодня, даже если большинство людей в те времена их не принимало.
Его версией вечного двигателя было водяное колесо, которое может молоть зерно, постоянно вращаясь под действием рециркулирующей воды. Фладд назвал его «водяным винтом». В 1660 году появились первые гравюры по дереву с изображением такой идеи (появление которой приписывают 1618 году).
Стоит ли говорить, что устройство не работало. Тем не менее Фладд не только пытался сломать законы физики своей машины. Он также искал способ помочь фермерам. В то время обработка огромных объемов зерна зависела от потоков. Те, кто жил далеко от подходящего источника текущей воды, были вынуждены загружать свои посевы, тащить их на мельницу, а затем обратно на ферму. Если бы эта машина с вечным двигателем заработала, она существенно упростила жизнь бы бесчисленным фермерам.
Колесо Бхаскары
Одно из самых ранних упоминаний вечных двигателей приходит от математика и астронома Бхаскары, из его трудов 1150 года. Его концепция заключалась в несбалансированном колесе с серией изогнутых спиц внутри, заполненных ртутью. По мере вращения колеса, ртуть начинала двигаться, обеспечивая толчок, необходимый для поддержания вращения колеса.
За многие века вариаций этой идеи было придумано огромное количество. Совершенно понятно, почему она должна работать: колесо, пребывающее в состоянии дисбаланса, пытается привести себя в покой и, в теории, будет продолжать движение. Некоторые дизайнеры так сильно верили в возможность создания такого колеса, что даже спроектировали тормоза на случай, если процесс выйдет из-под контроля.
Колесо Бхаскары любой может сделать дома
С нашим современным пониманием силы, трения и работы, мы знаем, что несбалансированное колесо не достигнет желаемого эффекта, поскольку мы не сможем получить всю энергию обратно, не сможем извлекать ее ни много, ни вечно. Однако сама идея была и остается интригующей людей, незнакомых с современной физикой, особенно в индуистской религиозном контексте реинкарнации и круга жизни. Идея стала настолько популярна, что колесообразные вечные двигатели позднее вошли в исламские и европейские писания.
Что такое часы Кокса
До нашего времени дошли только такие фото часов Кокса
Когда знаменитый лондонский часовщик Джеймс Кокс построил свои часы вечного движения в 1774 году, они работали в точности так, как описывала сопроводительная документация, объясняющая, почему эти часы не нуждаются в дозаводке. Документ на шесть страниц пояснял, как часы были созданы на основе «механических и философских принципов».
Согласно Коксу, работающий от алмаза вечный двигатель часов и пониженное внутреннее трение почти до полного его отсутствие гарантировали, что металлы, из которых сконструированы часы, будут распадаться гораздо медленнее, чем кто-либо когда-либо видел. Помимо этого грандиозного заявления, тогда множество презентаций новой технологии включали мистические элементы.
Помимо того что часы Кокса были вечным двигателем, они были гениальными часами. Заключенные в стекле, которое защищало внутренние рабочие компоненты от пыли, позволяя на них также смотреть, часы работали от перемен в атмосферном давлении. Если ртутный столбик рос или падал внутри часового барометра, движение ртути поворачивало внутренние колесики в том же направлении, частично заводя часы. Если часы заводились постоянно, шестерни выходили из пазов, пока цепь не ослаблялась до определенной точки, после чего все вставало на свои места и часы снова начинали заводить себя.
Первый широко принятый экземпляр часов с вечным двигателем был показан самим Коксом в Весеннем саду. Позже он был замечен на недельных выставках Механического музея, а после в Институте Клеркенвилл. На то время показ этих часов был таким чудом, что их запечатлели в бесчисленных художественных произведениях, а к Коксу регулярно приходили толпы желающих поглазеть на его чудесное творение.
«Тестатика» Пауля Бауманна
Тестатика больше религиозный культ, нежели физическая машина
Часовщик Пауль Бауманн основал духовное общество Meternitha в 1950-х годах. В дополнение к воздержанию от алкоголя, наркотиков и табака, члены этой религиозной секты живут в самодостаточной, экологически сознательной атмосфере. Чтобы достичь этого, они полагаются на чудесный вечный двигатель, созданный их основателем.
Машина под названием «Тестатика» (Testatika) может использовать якобы неиспользуемую электрическую энергию и превращать ее в энергию для сообщества. По причине закрытости, «Тестатику» не удалось целиком и полностью исследовать ученым, хотя машина и стала объектом короткого документального фильма в 1999 году. Было показано немного, но достаточно, чтобы понять, что секта почти боготворит эту сакральную машину.
Планы и особенности «Тестатики» были ниспосланы Бауманну напрямую Богом, пока он отбывал тюремное наказание за совращение молоденькой девушки. Согласно официальной легенде, он был опечален темнотой своей камеры и нехваткой света для чтения. Затем его посетило загадочное мистичное видение, которое открыло ему секрет вечного движения и бесконечной энергии, которую можно черпать прямо из воздуха. Члены секты подтверждают, что «Тестатика» была послана им Богом, отмечая также, что несколько попыток сфотографировать машину выявили разноцветный ореол вокруг нее.
В 1990-х годах болгарский физик проник в секту, чтобы выведать проект машины, надеясь открыть секрет этого волшебного энергетического устройства миру. Но ему не удалось убедить сектантов. Покончив с собой в 1997 году, выпрыгнув из окна, он оставил предсмертную записку: «Я сделал то, что мог, пусть те, кто смогут, сделают лучше».
Колесо Бесслера
Иоганн Бесслер начал свои исследования в сфере вечного движения с простой концепцией, как у колеса Бхаскары: применим вес к колесу с одной стороны, и оно будет постоянно несбалансированным и постоянно двигаться. 12 ноября 1717 года Бесслер запечатал свое изобретение в комнате. Дверь была закрыта, комната охранялась. Когда ее открыли две недели спустя, 3,7-метровое колесо по-прежнему двигалось. Комнату снова запечатали, схему повторили. Открыв дверь в начале января 1718 года, люди обнаружили, что колесо все еще вертится.
Хотя и став знаменитостью после всего этого, Бесслер не распространялся о принципах работы колеса, отмечая только, что оно полагается на грузы, которые поддерживают его несбалансированным. Более того, Бесслер был настолько скрытным, что когда один инженер прокрался поближе взглянуть на творение инженера, Бесслер психанул и уничтожил колесо. Позже инженер сказал, что не заметил ничего подозрительного. Впрочем, он увидел только внешнюю часть колеса, поэтому не мог понять, как оно работает. Даже в те времена идея вечного двигателя встречалась с некоторым цинизмом. Столетиями раньше сам Леонардо да Винчи насмехался над идеей такой машины.
Схема колеса Бесслера. В чем-то он не уступал Леонардо Да Винчи
И все же понятие бесслерова колеса никогда не уходило полностью из поля зрения. В 2014 году уорикширский инженер Джон Коллинз сообщил, что изучал дизайн колеса Бесслера в течение многих лет и был близок к раскрытию его тайны. Однажды Бесслер написал, что уничтожил все доказательства, чертежи и рисунки о принципах работы его колеса, но добавил, что любой, кто будет достаточно умен и сообразителен, сможет понять все наверняка.
НЛО-двигатель Отиса Т. Карра
Включенные в Реестр объектов авторских прав (третья серия, 1958: июль-декабрь) объекты кажутся немного странными. Несмотря на то, что Патентное ведомство США давно постановила, что не будет выдавать никакие патенты на устройства вечного движения, потому что их не может существовать, OTC Enterprises Inc. и ее основатель Отис Карр числятся владельцами «системы бесплатной энергии», «энергии мирного атома» и «гравитационного двигателя».
В 1959 году OTC Enterprises планировала осуществить первый рейс своего «космического транспорта четвертого измерения», работающего на вечном двигателе. И хотя по крайней мере один человек коротко ознакомился с беспорядочными частями хорошо охраняемого проекта, само устройство никогда не раскрывалось и не «отрывалось от земли». Сам Карр был госпитализирован с неопределенными симптомами в день, когда устройство должно было отправиться в свое первое путешествие.
И правда очень похоже на летающую тарелку
Возможно, его болезнь была умным способом уйти от демонстрации, но ее было недостаточно, чтобы упрятать Карра за решетку. Продав опционы на технологию, которая не существовала, Карр заинтересовал инвесторов проектом, а также людей, которые верили, что его аппарат доставит их на другие планеты.
Чтобы обойти патентные ограничения своих безумных проектов, Карр запатентовал все как «развлекательное устройство», имитирующее поездки во внешний космос. Это был американский патент # 2 912 244 (10 ноября 1959 года). Карр утверждал, что его космический аппарат работает, потому что один уже улетел. Двигательной установкой была «круговая фольга свободной энергии», которая обеспечивала бесконечную поставку энергии, необходимой для доставки аппарата в космос.
Разумеется, странность происходящего открыла дорогу теориям заговора. Некоторые люди предположили, что Карр действительно собрал свой вечный двигатель и летающий аппарат. Но, конечно, его быстро прижало американское правительство. Теоретики не могли договориться, не то правительство не хочет раскрывать технологию, не то хочет использовать ее самостоятельно.
«Перпетуум-мобиле» Корнелиуса Дреббеля
Самое странное в вечном двигателем Корнелиуса Дреббеля то, что хотя мы и не знаем, как и почему он работал, вы точно видели его чаще, чем думаете
Впервые Дреббель продемонстрировал свою машину в 1604 году и поразил всех, включая английскую королевскую семью. Машина была чем-то вроде хронометра; она никогда не нуждалась в заводке и показывала дату и фазу Луны. Движимая изменениями в температуре или в погоде, машина Дреббеля также использовала термоскоп или барометр, подобно часам Кокса.
Никто не знает, что обеспечивало движение и энергию дреббелевскому устройству, поскольку он говорил об обуздании «огненного духа воздуха», как заправский алхимик. В то время мир по-прежнему мыслил терминологией четырех элементов, и сам Дреббель экспериментировал с серой и селитрой.
Как указано в письме от 1604 года, самое раннее известное представление устройства показало центральный шар, окруженный стеклянной трубкой, заполненной жидкостью. Золотые стрелочки и отметины отслеживали фазы Луны. Другие изображения были более сложными, показывая машину, украшенную мифологическими существами и украшениями в золоте. Perpetuum mobile Дреббеля также появился в некоторых картинах, в частности кистей Альбрехта и Рубенса. На этих картинах странная тороидальная форма машины вообще ничем не напоминает сферу.
Работа Дреббеля привлекла внимание королевских судов по всей Европе, и он гастролировал по континенту в течение некоторого времени. И, как это часто бывает, умер в нищете. Будучи необразованным сыном фермера, он получил покровительство Букингемского дворца, изобрел одну из первых подводных лодок, ближе к старости стал завсегдатаем пабов и в конце концов завязался с несколькими проектами, подпортившими его репутацию.
Где антигравитационная машина Дэвида Хамела
В своей самопровозглашенной «невероятно истинной истории жизни», Дэвид Хамел утверждает, что является обычным плотником без формального образования, который был избран стать хранителем машины вечной энергии и космического аппарата, который с ее помощью должен работать. После встречи с инопланетянами с планеты Кладен, Хамел заявил, что получил информацию, которая должна изменить мир — если только люди ему поверят.
Хотя все это немного обескураживает, Хамел говорил, что его вечный двигатель использует те же энергии, что и пауки, прыгающие с одной паутинки на другую. Эти скалярные силы сводят на нет притяжение гравитации и позволяют создать аппарат, который позволит нам воссоединиться с нашими кладенскими родственниками, которые и снабдили Хамела нужной информацией.
Антигравитационная машина Дэвида Хамела — самый необычный способ победить гравитацию
Если верить Хамелу, он уже построил такое устройство. К сожалению, оно улетело.
Проработав 20 лет, чтобы построить свое межзвездное устройство и двигатель, используя серию магнитов, он наконец включил его, и произошло вот что. Исполнившись свечения красочных ионов, его антигравитационная машина поднялась в воздух и полетела над Тихим океаном. Чтобы избежать повторения этого трагического события, Хамел строит свою следующую машину из материалов потяжелее, вроде гранита.
Чтобы понять принципы, лежащие в основе этой технологии, Хамел говорит, что вам нужно смотреть на пирамиды, изучать некоторые запрещенные книги, принять присутствие невидимой энергии и представлять скаляры и ионосферу почти как молоко и сыр.
«Вечные двигатели» и их создатели. Владимир Климов
23 июля 1892 года родился Владимир Яковлевич Климов − крупнейший советский конструктор авиадвигателей. Он стоял у истоков двух эпох отечественного авиационного моторостроения: поршневой и турбореактивной. Созданный в климовском ОКБ двигатель М-105 стал поистине мотором Победы в Великой Отечественной войне. Владимир Яковлевич заложил основы советской конструкторской школы, и сейчас его имя носит крупнейший российский разработчик авиадвигателей – «ОДК Климов».
Выбор вектора жизни
Владимир Яковлевич Климов вышел из семьи предприимчивого владимирского крестьянина, который разбогател, организовав в Москве работу строительной артели. Отец будущего конструктора Яков Алексеевич Климов на свои деньги купил участок земли и построил доходный дом, который стоит в Москве до сих пор. Все дети большой семьи получили хорошее образование. В 1903 году Владимир поступает в Комиссаровское училище, одно из лучших мест в Москве того времени, где можно было обучаться техническим наукам и применять их на практике. До училища Владимир ходил пешком, а на сэкономленные деньги покупал книги. Другими его увлечениями было разведение голубей и походы на авиационные представления на Ходынском поле. Наблюдая за птицами и самолетами, сопоставляя с прочитанным в учебниках, Климов постигал азы самолетостроения.
Молодой Климов
С 1910 года Владимир Климов − студент Императорского высшего технического училища, будущей «Бауманки». Уже во время учебы определился круг его интересов: на четвертом курсе Климов перешел в лабораторию теплотехники Н.Р. Бриллинга, где серьезно увлекся авиационными моторами. Во время учебы в МВТУ Климов в ступил в возглавляемый Н.Е. Жуковским воздухоплавательный кружок. В 1916 году по военному заказу при участии Климова на основе трофейных немецких двигателей был создан стосильный авиамотор. С 1918 года Климов работает в научной автомоторной лаборатории, ставшей затем Научным автомоторным институтом СССР (НАМИ). Параллельно Владимир Яковлевич занимается со студентами. Близкий друг и учитель Климова Н.Р. Брилинг способствует назначению молодого конструктора председателем комиссии по закупке и приемке иностранных двигателей.
Заграничный опыт
В 1924-1926 годах Климов изучает производство в Германии и привозит оттуда двенадцатицилиндровый авиамотор BMW VI, лицензионный выпуск которого под названием М-17 было решено наладить в СССР. В 1930 году мотор М-17 вошел в серию и был выпущен в количестве более 27 тысяч экземпляров. В 1925-1930 годы Климов участвует в разработке первых советских звездообразных авиадвигателей М-12, М-23 и первого советского двигателя жидкостного охлаждения М-13.
Мотор М-22
По прибытии в январе 1926 года из командировки В.Я. Климов продолжил работать в НАМИ, где сначала занимал должность начальника отдела легких двигателей, а затем − помощника директора института. В НАМИ Климов продолжил работы по проектированию, испытанию и исследованию двигателей различных схем и назначения. Затем была длительная работа по закупке французской лицензии на производство девятицилиндровых звездообразных двигателей Jupiter VII, в советском варианте – М-22. Благодаря опыту и внимательности Владимира Яковлевича советская сторона получила максимально выгодные условия и качественный продукт. В роли контролера Климов участвует в запуске производства М-22 в Запорожье. С 1931 по 1933 годы Владимир Яковлевич возглавляет отдел бензиновых двигателей Института авиационного моторостроения (будущего ЦИАМа).
Выпуск моторов по лицензии с поддержкой иностранных фирм помог сократить отставание СССР в области авиастроения от других держав. Однако разрыв оставался существенным: к началу 30-х годов в СССР не было создано даже опытного образца высотного мотора. В 1934 году при посредстве Климова был заключен контракт на поставку французского авиамотора нового поколения Hispano-Suiza. Во время длительных командировок, тестирования и доводки двигателей во Франции Климов глубоко изучил строение зарубежных моторов и особенности производства.
М-100: машина с французскими корнями
Для выпуска советского аналога Hispano-Suiza – мотора М-100 – был выбран и значительно модернизирован рыбинский завод №26. В 1935 году при заводе создается конструкторский отдел, главным конструктором которого становится Владимир Яковлевич. В 1936 году за создание двигателя М-100 завод №26 и сам Климов были награждены орденом Ленина. Мотор стал родоначальником новой серии, при создании которой на основе французских моторов Климов приступил к реализации собственных конструкторских идей. Модернизированная версия мотора М-100А ставилась на бомбардировщики СБ. Двигатель М-103А в то время был признан лучшим в мире авиамотором по соотношению веса и силы и работал на серийных самолетах СБ, Як-2 и ТБ-7.
Двигатель М-100 на испытательном стенде
Государственная машина медленно, но верно разворачивалась в сторону собственного технологичного производства, авиастроение стало одним из приоритетных направлений развития, а авиаконструкторы – элитной профессией. Руководство страны интересовали новые моторы, которые могли вывести советскую военную авиацию на один уровень с мировыми конкурентами. В предвоенном 1940 году завод №26 должен был выпустить 2050 моторов М-103, 4150 моторов М-105 и новые опытные двигатели. Выпуск моторов контролировал лично Сталин. Накануне Великой Отечественной войны рыбинские заводчане выдавали в сутки 45 двигателей.
М-105: мотор Победы
Работа над поршневым четырехтактным 12-цилиндровым мотором М-105 началась в 1937 году, а к 1940 году двигатель довели до ума. Мотор поднял в воздух скоростной бомбардировщик СБ, а его пушечная вариация М-105П пригодилась для истребительной авиации. Новый двигатель Климова оказался пригодным для массового производства, простым и доступным для модификаций. Чтобы увеличить объемы, М-105 начинают выпускать в Воронеже, Уфе, Горьком, Ленинграде. Работа велась в авральном темпе, но и цена была высока. К началу войны ОКБ Климова и завод №26 обеспечили современными моторами истребительную, штурмовую и бомбардировочную авиацию СССР.
С началом войны было решено эвакуировать рыбинское предприятие на территорию завода-дублера в Уфу. Немцы завод №26 не бомбили, хотели взять ценное производство невредимым. Вывозить завод приходилось ночью, днем имитируя работу. Все оборудование поместилось на 3500 товарных вагонах, без малого 10 тысяч работников с семьями отправились в эвакуацию. В Уфе Владимир Яковлевич возглавил конструкторское направление большого объединенного предприятия – Уфимского моторостроительного завода.
Предполетный осмотр двигателя М-105 на самолете Пе-2
В нечеловеческих условиях налаживалось производство, на запуск завода ушло всего 6 недель. Здесь доводятся до серийного состояния опытные образцы мотора М-105: машины с индексом «Р» (редукторные) массово устанавливались на бомбардировщики Пе-2 и тяжелые истребители Пе-3, Ер-2 и ДВ-240, СБ-2, а двигатели с индексом «П» (пушечные) шли на основные типы и модификации истребителей ОКБ Яковлева. Больше половины фронтовой советской авиации тогда летало на «сто пятых». Истребитель Як-3 и бомбардировщик Пе-2 с моторами Климова стали лучшими советскими самолетами в своем классе. Во время войны Климов подготовил целую плеяду будущих главных конструкторов авиационных двигателей: С.П. Изотова, Н.Д. Кузнецова, С.А. Гаврилова, А.С. Мевиуса.
В марте 1944 года в название климовских двигателей были введены инициалы конструктора – ВК. Последним мотором, исчерпавшим потенциал 105-й серии, стал ВК-105ПФ2, поднимавший в небо истребители Як-3 и Як-9. Следующая модель Климова, двигатель ВК-107, прошла длительную череду испытаний и доработок и устанавливалась на серийные самолеты Як-9У, Пе-2 и ряд опытных машин. ВК-107 стал последним серийным поршневым двигателем, вышедшим «из-под пера» команды Климова. Реактивные моторы отодвинули поршневую технику на второй план. Всего за время войны на уфимском предприятии было выпущено около 97 тысяч авиамоторов, за что завод был награжден орденом Красного Знамени. За создание мотора Победы Владимир Яковлевич был отмечен орденом Суворова, вторым орденом Ленина, Золотой Звездой Героя Социалистического Труда и другими наградами.
От поршневых моторов к реактивным
После войны Климов изучает полученные по репарации немецкие турбореактивные двигатели (ТРД). Для разработки отечественного ТРД в Ленинграде в 1946 году создается ОКБ №117 под руководством Владимира Яковлевича и завод под тем же номером. При участии Климова была проведена гигантская работа по формированию коллектива и налаживанию быта и производства в разрушенном войной городе.
В конце 1946 года Климов и Микоян посетили Парижский авиасалон, где их внимание привлекли английские турбореактивные двигатели Nene и Derwent. Они добились разрешения и выехали в Великобританию для покупки лицензии на производство этих двигателей у фирмы Rolls-Royce. Двигатели уже к концу 1947 года были запущены в серийное производство на нескольких заводах СССР под индексами РД-45 и РД-500. Они устанавливались на многих советских истребителях и бомбардировщиках
За несколько последующих лет климовский коллектив смог на основе английских двигателей создать свой ТРД, превосходящий зарубежные образцы. В 1948 году был разработан первый советский серийный ТРД ВК-1, устанавливавшийся в том числе на легендарный истребитель МиГ-15, один из самых массовых реактивных боевых самолетов в мире. Всего было выпущено около 50 000 этих двигателей, самолеты с ВК-1 состояли на вооружении около 40 стран мира.
В 1951 году был выпущен первый отечественный двигатель с дожиганием топлива в форсажной камере ВК-1Ф. В 1951-1952 годах в ОКБ Климова были разработаны двигатели ВК-5, ВК-5Ф, ВК-7. Одной из последних работ Владимира Яковлевича стал двигатель ГТД-350 для вертолета Ми-2. В 1960 году Климов уходит на пенсию, а в 1962 году его не стало.
Работа есть работа. Дело есть дело. Ничего не добьется человек, если он не требователен к себе и сотрудникам. У человека работающего всегда есть и должны быть вопросы. Если они не возникают, значит дело ведется неэффективно, без мысли и здоровых сомненийВ.Я. Климов
Родившийся и получивший образование в царской России, Климов производил впечатление настоящего интеллигента: никогда не позволял ругани или панибратства в адрес подчиненных, всегда держался уважительного тона, не размениваясь на эмоции. Коллеги отзывались о нем как о деловитом, эрудированном, последовательном и обязательном руководителе.
Главный конструктор завода № 26 В.Я. Климов на занятиях в Рыбинском авиационном институте со студентами, изучающими авиамотор М-17, 1940 г.
Еще в начале своего пути Климов сделал верную ставку на изучение разработок западных коллег. Это позволило развивающейся отечественной авиапромышленности за короткий срок освоить серийное производство современных авиамоторов. Созданный Владимиром Яковлевичем и его командой двигатель М-105 сыграл важную роль в ходе Второй мировой войны: он был простым, универсальным и надежным. При Климове рыбинский завод №26 и возглавляемое им ОКБ стали ведущими авиамоторными предприятиями СССР. А созданное Владимиром Яковлевичем ленинградское ОКБ №117 смогло выпустить в серию первый советский турбореактивный двигатель ВК-1.
«Вечные двигатели» и их создатели. Сергей Изотов
102 года назад родился Сергей Петрович Изотов – выдающийся советский конструктор авиационных двигателей, ученик В.Я. Климова. Под его руководством завод имени Климова (сегодня «ОДК-Климов» Госкорпорации Ростех) создавал газотурбинные двигатели для самой разнообразной техники. Многие из них были первыми и лучшими в своем классе. Сергей Петрович принадлежал к яркой плеяде отечественных конструкторов, прошедших испытание военными годами. Управленческий дар Изотова помог вывести вверенное ему предприятие в лидеры советского двигателестроения.
Закаленный войной
Сергей Изотов родился 30 июня 1917 года в семье железнодорожника и учительницы на станции Синельниково Екатеринославской губернии. В 1932 году он окончил школу-семилетку, через три года сдал экзамены в Запорожский институт сельскохозяйственного машиностроения, а в 1937 году перевелся на автомеханический факультет Ленинградского политехнического института. В вузе Изотов отличился высокой успеваемостью, получал сталинскую стипендию. С отличием окончив институт в 1941 году, Изотов получает распределение на только что созданный в Ленинграде завод №451. Уже оттуда он по командировке отправляется в Рыбинск на завод №26, где запускалось производство моторов М-105, разработанных в ОКБ Климова.
С началом войны завод эвакуируется в Уфу, где объединяется с другими вывезенными предприятиями в моторостроительный завод №26. В эвакуации у Сергея Петровича рождаются сын и дочь. В тяжелейших условиях идет разработка и выпуск авиамоторов для фронта, ежедневно выпускалось до 50 двигателей. Изотову было поручено вести одну из модификаций поршневого авиамотора М-105. Уже тогда начальство отметило молодого инициативного конструктора. Кроме разработки М-105, в военные годы Сергей Изотов принимает участие в создании климовских двигателей ВК-106, ВК-107, ВК-108, ВК-109 и первого реактивного РД-10. На этих двигателях советские истребители и бомбардировщики отвоевывали победу у захватчиков.
Одномоторный самолёт-истребитель Як-1 с двигателем М-105
Возвращение в Ленинград
Только в 1946 году Сергей Изотов возвращается из эвакуации в Ленинград по приглашению Владимира Яковлевича Климова и занимает должность его заместителя в новом ОКБ по созданию поршневых и воздушных реактивных двигателей, которое через год станет опытным машиностроительным заводом №117. Начинается новая глава в жизни Сергея Петровича. На этапе становления опытного завода главный конструктор Климов занимался в основном организационной работой, а на Изотове лежала вся текущая деятельность, связанная с производством, ведением проектов, испытаниями и ликвидацией дефектов.
С 1946 по 1949 годы Сергей Изотов руководит разработкой двигателей РД-45, РД-500 и линейки двигателей ВК, в том числе первого серийного турбореактивного двигателя ВК-1. В эти годы завод №117 обеспечивает моторами практически всю военную авиацию Советского Союза. За работу над ВК-1 Изотов был в числе получивших сталинскую премию.
Бригада сборщиков цеха № 6 завода № 117 с опытной партией ГТД-350, 1962 г.
В 1950-1955 годах Сергей Петрович принимает участие в разработке авиационных турбореактивных двигателей ВК-1Ф, ВК-5, ВК-5Ф, турбовинтового двигателя ВК-2 для самолетов А. Н. Туполева и С. В. Ильюшина. Вторая половина 1950-х годов для ОКБ Климова стала неоднозначной: с одной стороны, были созданы передовые авиадвигатели мирового уровня (ВК-3, ВК-13), с другой стороны, ни один из них не дошел до серийного производства. Отечественная промышленность тогда не была готова к производству двигателей такого класса. Их время началось в 1970-е годы.
В период с 1957 по 1960 годы Сергей Петрович занимался разработкой и испытанием маршевого турбореактивного двигателя с форсажной камерой ВК-15Б для беспилотного летательного аппарата большой дальности одноразового применения. В серию двигатель не пошел по причине изменения концепции летательного аппарата, однако многие элементы его конструкции, а также его компоновочная схема использовались другими ОКБ.
Изотов – главный конструктор
Ко времени ухода В.Я. Климова на пенсию в 1960 году на заводе №117 сложился крепкий коллектив из конструкторов, прошедших войну, и молодых специалистов. Изотов заслужил у коллег славу ответственного, требовательного, но при этом открытого управленца. Став руководителем завода, Сергей Петрович сохранил устоявшуюся на предприятии систему, когда за все отвечает главный конструктор и директор в одном лице. Таким образом и разработка, и производство на заводе находились в его ведении.
Он имел талант организовать работу так, что на первый взгляд обыкновенные люди становились способными успешно выполнять необыкновенную по значимости работу. Ключ его успеха как главного конструктора − умение вникать в любую проблему и быстро принимать единственно правильное решение
Из воспоминаний коллег
В 1960-е годы завод №117 становится не имеющим себе равных в СССР предприятием, где одновременно выпускались двигатели самого разного назначения: от баллистических ракет и самолетов до танков и катеров на подводных крыльях. В 1960 году начинается совместная работы ОКБ С. П. Изотова с ОКБ М. Л. Миля над вертолетными двигателями, которая закончилась выпуском в 1963 году легкого вертолета Ми-2 и в 1965 году − среднего вертолета Ми-8. В 1972 году были завершены работы по созданию турбовального двигателя ТВ3-117, модификации которого применялись на боевых вертолетах Ми-24, Ми-28 Ка-50 и других.
Демонстрация Н.С. Хрущеву вертолета Ми-2 с двигателями ГТД-350. На фото − главные конструкторы М.Л. Миль и С.П. Изотов
В 1962 году команда завода №117 была усилена коллективом присоединенного к нему ОКБ №466, занимавшегося перспективными разработками ракетной техники, на которую руководство страны в условиях нараставшей «холодной войны» делало большие ставки. Уже в 1963 году на заводе был выпущен первый жидкостный ракетный двигатель. За разработку двигателя для межконтинентальной баллистической ракеты УР-100 в 1969 году Сергей Изотов был удостоен звания Героя Социалистического Труда, а Ленинградский государственный машиностроительный завод имени Климова (бывший завод №117) награжден орденом Ленина. Только на вооружение было принято порядка 10-12 созданных в ОКБ жидкостных реактивных двигателей. Поработали в ОКБ и на «космос», сконструировав ЖРД для ракеты УР-700 управляемого лунного модуля.
В 1967 году начинается работа изотовского ОКБ над танковой техникой. Ленинградские конструкторы разработали первый в мире газотурбинный танковый двигатель. Для основного танка Т-80 с двигателем ГТД-1000Т была проведена сложнейшая испытательная работа: на опытных танках с двигателем ОКБ Изотова было пройдено более миллиона километров в различных климатических условиях. С 1976 по 1998 годы было выпущено более 10 тысяч танков Т-80. В 1979 году коллектив ЛНПО имени В.Я. Климова за создание танкового двигателя награждается орденом Октябрьской Революции.
Несмотря на загрузку по различным профилям, Изотов уделял внимание и изначальной теме ОКБ – авиадвигателям. 1970-е годы были посвящены созданию двухконтурного турборективного двигателя РД-33 для истребителя четвертого поколения МиГ-29 – самого массового двигателя в своем классе, выпущенного в количестве около 5 тысяч.
Палубный истребитель МиГ-29К с двигателями РД-33МК
Родоначальник династии
В годы расцвета завода имени Климова здесь трудились более 5000 сотрудников, из которых около 900 относились к опытно-конструкторскому бюро. Четко отлаженные схемы взаимодействия позволяли заниматься работой сразу по нескольким направлениям. Одновременно в разработке коллектива Изотова было от трех до пяти тем. Например, в 1979 году в течение одного месяца на заводе были выпущены один ракетный двигатель и два танковых, а также модификации и доработки других моторов. И если по общемировой статистике двигателестроительных организаций считалось нормальным, когда из пяти проектов в серию запускается в среднем один-два, то в ОКБ Климова под руководством Изотова практически все разработки получали путевку в жизнь.
Но не только изделия для оборонного комплекса занимали умы Сергея Изотова и его соратников. Ярким примером разработки конверсионной продукции можно назвать создание олимпийского факела для московской Олимпиады 1980 года. Это небольшое изделие заняло месяцы напряженной работы – к главному олимпийскому символу предъявлялись повышенные требования. И с этим заданием климовцы успешно справились, выпустив к Олимпиаде 6200 факелов. Кроме олимпийского факела заводом были разработаны факел Спартакиады народов СССР 1979 г. и два факела (маршрутный и для поджига символической чаши) XII–го Всемирного фестиваля молодежи 1985 г.
Баскетболист Сергей Белов с олимпийским факелом на церемонии открытия XXII Олимпиады в Москве
Сергей Петрович Изотов оставил после себя гигантский конструкторский задел, который предприятие осваивает до сих пор. Генеральный конструктор ушел из жизни в 1983 году, но инженерная династия не прервалась. Его сын – Петр Сергеевич – продолжил дело отца, с 1965 года работал на заводе им. Климова, а с 1996 по 2008 годы возглавлял направление вертолетных двигателей. Внук Сергея Петровича, Данила Петрович Изотов, сегодня также работает в «ОДК-Климов».
Изобретатели вечных двигателей | Что читают в Германии | DW
Сегодня мы познакомим вас с книгой Адама Харта–Дэвиса «Летающий корабль», которая сейчас вышла по-немецки в издательстве «Deutscher Taschenbuch Verlag». Эта книга рассказывает об изобретениях, отчасти действительно серьёзных и важных, отчасти курьёзных, которых объединяло только одно: эти изобретения, аппараты, конструкции, проекты и прожекты либо вообще были нереальными, либо не функционировали, либо оказались несвоевременными, либо не нашли широкого применения. Это не только летающий корабль, давший название книге Харта-Дэвиса, но и другие никогда не отрывавшиеся от земли летательные аппараты, подводная лодка, не оправдавшая своего горделивого имени «Resurgam», что значит «Я всплыву», и затонувшая во время первых же испытаний, паровые локомобили, аппараты для варки яиц и перелистывания нот, ну, и, конечно же, вечные двигатели.
Имена большинства – но не всех – неудачливых изобретателей канули в Лету и остались лишь в архивах патентных бюро, в которых и разыскал их следы автор книги «Летающий корабль». Так, например, обычно считается, что паровую машину изобрёл Джеймс Уатт (Watt). Однако первый патент на неё был выдан английским королём Уильямом Третьим за 38 лет до рождения Уатта некоему Томасу Сэйвери (Savery). Сэйвери построил паровую машину для того, чтобы откачивать воду из штолен оловянных рудников в графстве Корнуолл, которые использовали ещё римские легионеры. Но работала эта примитивная машина плохо. Во-первых, пар в котле конденсировался слишком быстро, и хотя кочегары выбивались из сил, всё равно поддерживать нужную температуру далеко не всегда не удавалось. Во-вторых, из-за высокого давления часто не выдерживали стыки труб, которые тогда паялись оловом или свинцом. Для ремонта часто приходилось останавливать работы. И, наконец, паровая машина Сэйвери была маломощной. С её помощью можно было откачивать воду с глубины максимум двенадцать метров. А самые богатые залежи располагались на глубине девяноста метров.
В общем, широкого распространения изобретение Томаса Сэйвери не нашло, и никто его сегодня не знает. Тем не менее, одно из его «изобретений» осталось в истории. Сэйвери придумал единицу мощности – лошадиную силу. Причём он несколько завысил эту силу. 735 с половиной ватт или 745 (в разных странах по-разному определяют величину внесистемной единицы мощности), – на это не способен ни один ломовик.
Нет ничего удивительного в том, что такие изобретения, как паровая машина или, скажем, телефон, телеграф, радио или видеомагнитофон, создавались разными людьми независимо друг от друга порою в разных странах одновременно, параллельно. Просто приходит время для тех или иных технических новинок, и идеи буквально висят в воздухе. Успеха обычно добивается тот изобретатель, которому удаётся создать более совершенный в техническом отношении действующий аппарат, более приспособленный к промышленному, массовому выпуску, более простой и надёжный в эксплуатации, наконец, более дешёвый. Спорить о приоритетах здесь бессмысленно. Так, например, полтора десятка изобретателей одновременно работали над созданием пневматической почты. Но первым сумел организовать пересылку телеграмм по трубам «Electric and International Telegraph Company» в Лондоне Лэтимер Кларк (Clark) в 1853 году. Жёсткие патроны, покрытые войлоком, «выстреливались» сжатым воздухом со скоростью 15 метров в секунду. Этот способ общения и сообщения завоевал такую популярность, что общая протяжённость трубопроводов «воздушки» составила в Лондоне к 1885 году 53 километра. В Ливерпуле, Дублине, Манчестере, Бирмингеме, Глазго, во многих крупных городах Европы (Париже, Берлине, Марселе, Мадриде) действовала пневматическая почта. Лишь распространение телефона остановило её победное шествие.
В Нью-Йорке в 1867 году было даже построено пневматическое метро. Правда, длина демонстрационного участка, который стал экспонатом политехнической выставки, составляла всего тридцать метров, но успехом он пользовался фантастическим. Около 170 тысяч посетителей выставки проехались со скоростью десять километров в час от 14-й улицы до 15-й, а конструктор – Алфред Эли Бич (Beach) – получил золотую медаль. Бич, кстати говоря, – весьма интересная фигура. Он был убеждён, что только метро может разгрузить центр Нью–Йорка, который уже тогда страдал от транспортных проблем. Однако в мэрии к этому относились отрицательно. И хотя Бичу всё же удалось вырыть ещё один метротуннель под Бродвеем (на этот раз длиной около ста метров), станции которого были богато украшены фресками и роскошными люстрами, он так и сумел добиться разрешения на строительство новых линий. Крах биржи в 1873 году поставил крест на его честолюбивых планах.
Одной из самых экстравагантных личностей эпохи промышленной революции был, безусловно, и Джон Уилкинсон (Wilkinson) . Он родился в бедной семье, стал кузнечных дел мастером, потом самым знаменитым в Англии литейщиком, строил доменные печи и чугунолитейные заводы, создал первый высокоточный сверлильный станок для высверливания орудийных и ружейных стволов, а также цилиндров паровых турбин. Именно для Уилкинсона изготовил свою знаменитую паровую машину Джеймс Уатт. Так вот: Уилкинсон был буквально помешан на железе и чугуне. Он считал, что их свойства делают их универсальными материалами. Уилкинсон построил первые корабли из железа, которые, вопреки предостережениям скептиков, не пошли ко дну. По его инициативе был сооружён чугунный мост через реку Северн, ставший одной из главных достопримечательностей Англии. Уилкинсон пожертвовал своему родному городу Линдэйлу церковь, стены которой, и крыша, и кафедра для священника, и даже скамейки были отлиты из чугуна. В довершение ко всему он завещал похоронить себя в чугунном саркофаге, который сам же и отлил на одном из своих заводов. Между прочим, выполнить эту последнюю волю Джона Уилкисона оказалось не так-то просто. Когда он умер, его тело положили в деревянный гроб, но выяснилось, что гроб этот не влезает в заранее приготовленный саркофаг. Тогда решили временно похоронить фабриканта в деревянном гробу – пока не будет отлит новый, более просторный чугунный саркофаг. Когда позже деревянный гроб подняли из могилы и поместили в саркофаг, оказалось, что этот саркофаг, в свою очередь, не влезает в старую могилу, пробитую в скале. Однако в конце концов Уилкинсон всё же нашёл своё последнее пристанище. Он покоится у стен своей чугунной церкви, и на его могиле стоит, разумеется, чугунный обелиск.
Впрочем, самыми удивительными изобретателями можно считать, наверное, тех, кто создавал (или, точнее, пытался создать) вечный двигатель.
Первый британский патент на вечный двигатель датируется 1635-м годом. И хотя уже в восьмидесятых годах 17-го века знаменитый физик, астроном и математик, создатель классической механики Исаак Ньютон в своём фундаментальном научном трактате «Математические начала натуральной философии» писал о практической невозможности создания вечного двигателя, а спустя сто лет французская Академия наук официально отказалась рассматривать подобные проекты, но даже в 1903–м году в лондонское патентное бюро ещё было подано около шестисот заявок от изобретателей вечных двигателей. Да что 1903-й! И сейчас Бюро по регистрации изобретений и выдаче патентов США ежегодно получает до ста подобных заявок! Их оформление, кстати, стоит немалых денег авторам изобретений. Ответ они в этом случае всегда получают стандартный:
«Позиция Бюро патентов совпадает здесь с позицией учёных, занимавшихся этой тематикой и пришедших в результате исследований к выводу, что практическое воплощение подобных проектов физически невозможно. Точку зрения Бюро патентов можно опровергнуть только с помощью действующих моделей… Бюро патентов считает, что в данном случае было бы некорректно брать деньги за проверку и регистрацию с заявителей, которые верят в осуществимость «перпетуум мобиле». В этой связи мы считаем своим долгом напомнить Вам, что патентные сборы не возвращаются и в том случае, если изобретение получает отрицательное заключение экспертов».
И несмотря на всё это, какие только конструкции вечных двигателей не предлагаются! Самокрутящееся колесо, по спицам которого скользят от обода к оси и обратно металлические шары, приводя, таким образом, колесо в движение; ветряная мельница, раздувающая мехи огромного ветродуя, который, в свою очередь, дует на её крылья; испаряющаяся и вновь конденсирующаяся (якобы без каких-либо энергопотерь) вода… Из множества проектов, приведённых в книге Адама Харта-Дэвиса, мне больше всего понравилось изобретение сэра Уильяма Конгрива (Congreve). Британский аристократ, увлекавшийся на досуге наукой, придумал в начале 19-го века забавную конструкцию: своеобразный замкнутый «конвейер» с лентой из губчатого материала и тяжёлой цепью на ней. Губка впитывала воду, цепь выжимала её, поэтому всё должно было бесконечно двигаться. Но почему-то не двигалось. Этот «вечный двигатель», как и все остальные, не функционировал.
Любопытно, что современники воспринимали сэра Конгрива не слишком серьёзно не потому, что он изобретал «перпетуум мобиле», а за его упрямые попытки доказать на практике, что сконструированные им ракеты и вообще реактивное оружие можно эффективно использовать в военных целях. Ну, уж такой глупости настоящие учёные дилетанту Конгриву простить не могли!
Очень много времени и денег потратил на создание «вечного двигателя» ещё один дилетант – Александр Бейн (Bain), сын небогатого фермера, который разводил овец на северном побережье Шотландии. В школе Александр учился плохо, но не потому, что был ленив или неспособен: он слишком часто витал в облаках. Единственное, чем мальчик увлекался с детства, – часы. И отец, в конце концов, отдал его в учение к часовщику.
В январе 1830-го года Александр Байн прошёл двадцать километров по заснеженной дороге в соседний город – для того, чтобы прослушать лекцию на тему «Свет, терморегуляция и электрическое поле». То, что он узнал, поразило его настолько, что он серьёзно занялся изучением возможностей, которые давало электричество, и попытками реализовать эти возможности на практике. Вечный двигатель ему, естественно, создать не удалось, зато сын шотландского овцевода одним из первых в мире сконструировал телеграф, различные навигационные приборы для судовождения, электрический оповещатель пожарной сигнализации и электрические часы. Такие часы он установил на железнодорожных вокзалах в Глазго и Эдинбурге. Они, разумеется, должны были ходить секунда в секунду. Поэтому Бейн соединил их телеграфным проводом: маятник вокзальных часов в Эдинбурге, раскачиваясь, касался пластины, цепь замыкалась и электрический импульс посылался по проводам в Глазго, заставляя синхронно раскачиваться маятник тамошних часов.
Мы так подробно описываем эту конструкцию, чтобы рассказать ещё об одном изобретении, сделанном неутомимым Бейном. Речь идёт о телефаксе – факсимильном аппарате для передачи и приёма изображений. Такие стоят сегодня чуть ли не в каждой конторе. Так вот: оказывается, факс был изобретён не в шестидесятые годы двадцатого века, а в первой половине века девятнадцатого – за тридцать лет до того, как появился телефон.
Принцип факсимильного аппарата Бейна был очень прост, но, в общем-то, тот же, что используется и сейчас. В качестве контактной пластины для своих «передающих» вокзальных часов Бейн попробовал (просто для интереса) использовать медную плату с вытравленным на ней изображением. Электрическая игла на маятнике часов «считывала» это изображение точка за точкой: после каждого движения маятника плата чуть-чуть перемещалась. Ну а приёмноё устройство было сконструировано таким образом, что каждый электрический импульс заставлял электрическую иглу оставлять чёрную точку на специальном намагниченном листе, который тоже двигался синхронно с медным оригиналом.
К сожалению, Александр Бейн не нашёл финансистов, которые готовы были бы вложить деньги в усовершенствование и промышленное производство этого аппарата. Несмотря на свои многочисленные патенты, Бейн слишком много истратил на безуспешные попытки создать вечный двигатель и умер в бедности. О его изобретении забыли. Возможно, правда, что время телефакса тогда просто ещё не наступило. И его пришлось снова выдумывать спустя 120 лет.
Обогнал своё время и физик Деннис (Денеш) Габор (Gabor). Родившийся в Венгрии учёный работал сначала в Германии, потом, после прихода нацистов к власти, эмигрировал в Великобританию, затем в США. Он специализировался на электронной оптике, технике связи, физике плазмы. А в 47-м году придумал, как получить голограмму. Однако никакого развития его теория голографии тогда не получила: без лазера воспроизвести голографически объёмное изображение предмета было невозможно. Но Деннису Габору повезло больше, чем изобретателю телефакса Александру Бейну: ему не пришлось ждать 120 лет. Спустя два десятилетия после теоретического обоснования он смог реализовать принципы своей теории на практике и получил за это Нобелевскую премию по физике.
Значит, всё же есть среди героев книги Адама Харта-Дэвиса «Летающий корабль» не только неудачники. И не все изобретения, описанные в ней, обязательно должны вызывать снисходительную усмешку.
Вечный двигатель | izi.TRAVEL
Вы видите модель вечного двигателя. По идее древних инженеров, которые разработали эту модель, более длинные рычаги должны перевешивать. При повороте будут подключаться новые шарниры-рычаги, откидываясь под действием своей тяжести. В идеале это должно продолжаться вечно. Причина, по которой данный двигатель работает не вечно, проста. Да, рычаги справа — длиннее. Но слева грузиков-рычагов больше, чем справа. Их количество компенсирует действие длинных рычагов. Именно поэтому колесо не будет вращаться вечно. Рядом вы можете увидеть еще одну абсолютно аналогичную модель вечного двигателя, но там вместо рычагов используются перекатывающиеся металлические шарики.
Вечный двигатель (перпетуум мобиле по латыни) — это машина, которая совершает работу без поступления энергии извне. Проследить появление идеи вечного двигателя довольно трудно, но считается, что первые чертежи появились в Баварии в 8 веке нашей эры. Изобретенная тогда машина на основе отталкивания одноименных полюсов магнитов стала на протяжении следующего тысячелетия прототипом для бесчисленных вариантов. В 1150 году в Индии философ Бхаскара предложил изготовить колесо, которое должно было вращаться вечно. Идею Бхаскары использовали потом многие европейские изобретатели эпохи возрождения. Одним из самых плодотворных изобретателей вечного двигателя был Иоганн Бесслер, ученый 18 века, который построил более трехсот прототипов вечных двигателей. Однако все возможные варианты моделей вечных двигателей ждала одна из двух судеб — либо они не работали, либо оказывались грандиозной фальсификацией. Несмотря на это количество изобретателей не убывало, поэтому в 1775 году сначала Французская, а потом и академии наук других стран отказались даже рассматривать проекты вечных двигателей. И все же обманщики и безумцы никуда не пропали даже в 20 веке. Несмотря на единодушное мнение научного сообщества, многие из этих людей находили себе спонсоров, которые обеспечивали их существование до разоблачения или смерти.
Так почему же вечные двигатели принципиально невозможны? Удивительно, но ответ на этот вопрос понимали даже древние греки — они знали, что энергия не может появиться из ниоткуда, этому противоречит закон сохранения энергии. Чтобы продать что- нибудь ненужное, надо сначала купить что-нибудь ненужное, говорил дядя Федор из Простоквашино. Точно так же, чтобы потратить на работу энергию ее надо сначала откуда-то взять.
Тем не менее, несмотря на бесплотность всех попыток создания вечных двигателей, они принесли свою пользу науке. Благодаря тщательному изучению этого вопроса были сформулированы принципы термодинамики, которые утверждали, что невозможны даже двигатели, которые всю полученную энергию использовали бы для работы, так как часть энергии обязательно пропадет в результате трения. Сейчас на этих принципах, которые выдержали тщательную экспериментальную проверку сроком несколько сотен лет, базируется весь фундамент современной физики.
Читать «Вечные двигатели. Почему они невозможны» — Перельман Яков Исидорович — Страница 1
ВВЕДЕНИЕ
«Вечным двигателем» называется такая воображаемая машина, которая, не заимствуя энергии извне, действовала бы безостановочно и совершала бы при том некоторую работу. Машина, которая поддерживала бы безостановочно только свое собственное движение, не производя никакой добавочной работы, не являлась бы «вечным двигателем» в строгом смысле этих слов.
Осуществить «вечный двигатель» невозможно — это противоречило бы законам природы. Нельзя создавать энергию ни из чего: энергия не создается, а лишь преобразуется из одного вида в другой. Таков основной закон всего естествознания, закон сохранения энергии, открытый в середине прошлого столетия Юлием Робертом Майером (стодвадцатипятилетие со дня рождения которого истекает в 1939 г.).
Проследим, например, за пулей, пущенной вверх. Сопротивление воздуха и сила тяжести задерживают ее полет: пуля постепенно замедляет движение и, наконец, достигнув высшей точки своего пути, истощает всю свою скорость. Но исчезает ли при этом энергия пули, т. е. ее способность производить работу? Нет, потому что, во-первых, воздух, сдавливаемый летящей пулей, нагревается сам и нагревает пулю. Энергия движения пули частично переходит в тепловую энергию. Во-вторых, поднятая вверх пуля может теперь совершить при своем падении большую работу, чем когда она находилась внизу: ее «энергия положения» возросла. Мы видим, что запас энергии, первоначально сообщенный пуле, не исчез; он лишь преобразовался частью в тепловую энергию (воздух и пуля нагрелись), частью и энергию положения. — Будем следить за пулей дальше. Достигнув высшей точки своего подъема, она начинает падать с возрастающей скоростью. Но энергий ее движения не создается при этом ни из чего: она получается здесь за счет уменьшения энергии положения, так как при падении с меньшей высоты пуля способна произвести и меньшую работу. Во время движения пули вверх и вниз первоначальный запас ее энергии меняет свою форму, но количественно остается неизменным. Так же происходит и во всех других случаях кажущегося исчезновения и появления энергии.
Закон сохранения энергии не имеет ни одного исключения. Всякий раз, когда мы встречаемся с явлением, повидимому, противоречащим этому закону, при более внимательном рассмотрении обнаруживается ошибка в наблюдении или в рассуждении. Все проекты вечных двигателей, придуманные многочисленными изобретателями, заключают в себе какую-нибудь ошибку. Тем не менее, число искателей вечного двигателя еще и в настоящее время довольно велико. Не так давно была даже сделана в США бесплодная попытка осуществить вечный двигатель в промышленности; проект состоял в использовании энергии жидкого воздуха для приготовления другой порции жидкого воздуха в таком же количестве. Предприятие, разумеется, кончилось полным провалом.
В нашей книжечке описан десяток типичных проектов «вечного двигателя» и показана их несостоятельность. Разбор примеров мнимых «вечных двигателей» может предостеречь иных читателей от бесплодных попыток обойти закон сохранения энергии.
Для понимания дальнейшего полезно остановиться предварительно на рассмотрении одного вопроса. Разберем, при каких условиях тело, могущее вращаться вокруг оси, придет во вращение под действием нескольких сил. Пусть (см. рис. стр. 6) к диску, насаженному на ось О, подвешены в точках а, b, с, d грузы А, В, С, D. Повернется ли диск и, если повернется, то в какую сторону?
Чтобы узнать это, нужно — учит механика — вычислить так наз. «моменты» действующих на диск сил. Это значит, что надо найти произведение величины каждой силы на расстояние ее направления от оси вращения. В нашем случае:
момент силы А = А × Oa1
» » В = В × Ob1 и т. д.
Если сумма моментов всех сил, стремящихся повернуть диск вправо, равна сумме моментов сил, поворачивающих его влево, то — как учит механика, — диск вращаться не будет. Если же такого равенства нет, диск будет вращаться под действием избытка моментов сил.
Эти соображения понадобятся нам при разборе некоторых проектов мнимых вечных двигателей.
1. Колесо с грузами
При вращении этого колеса рычаги с грузами сами откидываются, занимая в левой половине колеса такое положение при котором грузы удалены от оси больше, чем в правой половине.
По мнению изобретателя, левая сторона колеса должна всегда перевешивать правую; поэтому колесо будет непрерывно вращаться в направлении стрелки и может служить неисчерпаемым источником энергии.
Что же произойдет с этим колесом в действительности?
2. Колесо с перекатывающимися шарами
Тяжелые шарики, свободно перекатывающиеся в прорезах этого колеса, располагаются в правой его половине дальше от оси, нежели в левой; так будет при любом положении колеса.
Изобретатель полагает поэтому, что такое колесо должно непрерывно вращаться в направлении стрелки и может служить неисчерпаемым источником энергии.
Что же в действительности будет происходить с таким колесом?
3. На наклонных плоскостях
Через трехгранную призму перекинута цепь из тяжелых шаров, свешивающаяся внизу гирляндой.
Мы видим, что цепь тянут в левую сторону своим весом 4 шара, в правую — 2 шара Можно ожидать поэтому, что вся цепь будет увлекаться избытком силы в непрерывное движение и может служить неисчерпаемым источником энергии.
Что же в действительности произойдет с этой цепью?
4. Самодвижущаяся цепь
В правой части этого механизма цепь длиннее и потому тяжелее, чем в левой.
Изобретатель полагает, что правая часть цепи будет всегда перевешивать левую; эта причина обусловить непрерывное движение цепи и колес в направлении стрелок, создав неисчерпаемый источник энергии.
Что же произойдет с цепью в действительности?
5. Самодействующая водокачка
Ведра на концах коромысла АВ, достигая попеременно дна верхнего бассейна, автоматически наполняются водой; опустившись же до уровня нижнего бассейна, они задевают за шесты С и D и опоражниваются. Этим поддерживается качание коромысла.
Вода, выливающаяся из ведер, возвращается в верхний бассейн насосами E и F, которые приводятся в действие качанием коромысла. По мнению изобретателя, такая установка должна работать безостановочно и может служить неисчерпаемым источником энергии.
Что же в действительности произошло бы с подобной установкой?
6. По закону Архимеда
В стенке сосуда с жидкостью вставлено на оси колесо так, что жидкость не может просачиваться между колесом и стенкой. Часть колеса, находящаяся в жидкости, должна быть, по закону Архимеда, легче той части, которая находится вне сосуда.
Изобретатель полагает, что так как наружная половина колеса при всех его положениях будет тяжелее, чем погруженная, то колесо должно находиться в непрерывном вращении и может служить неисчерпаемым источником энергий.
Perpetual FutilityКраткая история поиска вечного двигателя.
Дональд Э. Симанек
В популярных историях слишком часто упоминаются вечные двигатели. как «чудаков и диковинок» инженерии, не рассказывая нам, как они были поняты в то время. Они также не сообщают нам, что даже в ранняя история науки и техники, многие люди смогли увидеть тщетность и безрассудство попыток достичь вечного двигателя.
Иногда конкретное устройство приходит к нам с этикеткой, например «Епископ Уилкинс». магнитный вечный двигатель ». Популярные статьи оставляют впечатление, что изобретатель считал это вечным двигателем. На самом деле, очень часто устройство представлялось и описывалось в иллюстрируют тщетность поисков вечного двигателя.
| Колесо Бхаскары. GIF от Ханса-Петера Граматке | Колесо Бхаскара с изогнутыми спицами. |
|---|
Колеса Бхаскары. Первые задокументированные вечные двигатели были описаны индийскими автор Бхаскара (ок. 1159). Один был колесом с емкостями с ртутью. по его краю. Когда колесо вращалось, ртуть должна была двигаться внутри контейнеры таким образом, чтобы колесо всегда было тяжелее на одну сторона оси.Возможно, это было не столько практическое предложение, сколько иллюстрация индийской циклической философии. Идея снова появляется на арабском языке письменности, одна из которых содержала шесть вечных двигателей. От В исламском мире идея достигла Европы.
|
Виллар де Оннекур родился в конце 12 века и вероятно, жил и работал на севере Франции с 1225 по 1250 год.Его альбом из 33 пергаментных листов с 250 рисунками. сохранился и сейчас находится в Национальной библиотеке в Париже. Здесь представлены конструкции церквей, механизмы и машины катапульт. Вильярда часто называют архитектором, но мы не знаем ни одной структуры, которая он спроектировал, или то, что ему приписывают. Он много путешествовал, но мы не уверен, чем он зарабатывал себе на жизнь.
Самая известная из его машинок была для вечный двигатель.Это было колесо с отягощением с откидными молотками или киянками. на равном расстоянии по краю. Картинка отображает неоднозначную перспективу. На самом деле колесо должно быть перпендикулярно раме и горизонтальная ось. Он также показывает неравное расстояние между шарнирами молота вокруг колесо. Две оси молота вверху расположены ближе друг к другу, чем другие. Возможно, это было «только схематично». Возможно, это был умышленный обман чтобы случайному зрителю он показался несбалансированным.По сравнению с другими рисунками Вилларда, этот на редкость «схематичен» и выполнен небрежно. Описание Виллара (переведенное):
Не раз умелые мастера пытались изобрести колесо, которое поворот самого себя; вот способ сделать такой с помощью нечетного числа молотков, или ртутью (ртутью).
Ссылка на ртуть (ртуть) указывает на то, что Виллар был знаком с Устройство Бхаскара, конструкция которого достигла Европы.Виллар утверждал, что его машина пригодится для распиловки дерева и поднятие тяжестей.
Диаграмма Виллара показывает семь молотов, и он настаивал на том, чтобы на нечетное (нечетное) количество молотков, объясняя
… всегда будет четыре на нижней стороне колеса и только три на верхней стороне; таким образом, молоток или мешок всегда будут падать влево достигнув вершины, до бесконечности.Но, нечетно ли количество молотков или четно, такое колесо подходит к отдыхай быстро.Этот дизайн копировался много раз, часто с четным количеством молотков.
Мариано ди Якопо , называемый Таккола (Сиена, 1382–1458?), Был одним из первых художников-инженеров, написавших иллюстрированные тексты инженерных проектов, эффективно используя рисунки в качестве средства коммуникации. Живя во времена частых войн, он активно участвовал в различных военных и гражданских инженерных проектах.
|
На этой странице его чертежей мы видим проекты машин для прорыва укреплений, и на них наложено большое изображение колеса с перевесом с шарнирно сочлененными секциями. Это было устройство, вероятно, хорошо известное инженерам того периода истории из арабских источников.
|
Леонардо да Винчи (1452-1519) был прототипом «Человека эпохи Возрождения».Его таланты включали искусство, инженерию, музыку, физику и математику. Его знаменитые тетради (собрание рисунков и комментариев к рукописи страниц) были в основном неорганизованными «заметками» к самому себе, которые он никогда не помещал в формат для правильной публикации. К ним относятся идеи и разработки от другие источники, и несколько оригинальных, без указания каких. Леонардо никогда не стеснялся заявлять о своих многочисленных талантах, но он часто начинал проекты он так и не закончил.
Знаменитый комментарий Леонардо о сравнении искателей вечного двигателя с алхимиками часто цитируется. «О вы, искатели вечного двигателя, сколько суетных химер вы преследовали? Иди и займи свое место с алхимиками ». Последняя ссылка «ищущим золота», что, по крайней мере, один переводчик неверно истолковал как «золотоискатели».
Леонардо очень тщательно проанализировал несколько версий колеса с отягощением. с движущимися весами, и показал, почему они не работают.
Более того, вы могли бы доказать это, оснастив такое колесо много весов, каждая деталь, даже маленькая, которая в результате перевернулась перкуссии внезапно приведет к падению другого равновесия, и из-за этого колесо будет стоять в вечном движении. Но этим вы обманываете себя … Поскольку крепление тяжелого тела дальше от центра колеса, вращательное движение колеса вокруг его оси станет сложнее, хотя движущая сила может не меняться. [Из Диркса (1861)]
Этот последний комментарий особенно проницателен. На современном языке говорится, что по мере того, как вес перемещается дальше от оси вращения, гравитационный момент на нем больше, но момент инерции колеса одновременно увеличивается, что делает гравитационный момент менее эффективным при увеличении или поддержание движения колеса. Чистая прибыль равна нулю.
| Чертежи Леонардо вечного двигателя. |
|---|
|
Был ли приведенный выше комментарий Леонардо означать общее осуждение всех форм? вечного двигателя? Может быть, и нет, потому что на страницах записной книжки описываются методы подъем воды он включает без комментариев два рисунка невозможного самодействия насосы.Они показывают воду, поднимаемую архимедовыми винтами, сбрасывая ее на верхняя часть водяного колеса, которое, в свою очередь, приводит в движение винты. Они были известны как «мельницы рециркуляции» и встречаются во многих составлены портфолио механизмов. Если Леонардо не полностью понять поведение воды, он был не одинок по многим заблуждениям о гидравлике сохранилось до 17 века. Даже некоторые инженеры-практики думали, что вода имеет движущую силу или «собственную жизнь».
Концепции силы, энергии и импульса не уточнялись до начала 19 век.Леонардо все еще думал об этом. Аристотелианцы, как показывают эти примеры [перевод Эдварда МакКарди]:
- Сила — это духовная способность, невидимая сила, насаждаемая случайное насилие во всех телах, увядших от своего естественного склонность … [Сила] всегда противопоставляет себя естественным желаниям.
- Вес материален, а сила духовна … Они часто производят один другого.
- Солнце обладает веществом, формой, движением, сиянием, теплом и производительной силой; и все эти качества исходят из него без уменьшения.
Аристотелевская наука утверждала, что вещи на небесах совершенны и неподкупный. Следовательно, это последнее замечание о солнце согласуется с Аристотелевское мышление и предполагает, что Леонардо ничего не понимал. как общий принцип сохранения энергии.
Многие чертежи машин Леонардо были непрактичными или даже непригодными для использования. как он их изображает. Большинство из них никогда не было построено и испытано им. Некоторые не были его оригинальные идеи, но были широко известны в его время и в более ранние времена. Часто мы не можем определить, входит ли то или иное устройство в его ноутбуки. был разработан им самим или кем-то еще, и мы не всегда можем знать, было ли Леонардо считал это работоспособным или практичным.
|
Марк Энтони Зимара (1460? -1523?), Был академиком, натурфилософом, врачом, астрологом и алхимиком; интересы типичные для академиков его времени. В 1518 году он опубликовал научную работу по физике и метафизике, в которой описывает (без изображений) Указания по созданию вечного двигателя без использования воды или груза.
Постройте приподнятое колесо с четырьмя или более сторонами, как колесо ветряной мельницы, а напротив него два или более мощных сильфона, расположенные так, чтобы их ветер быстро вращал колесо. Подключите к периферии колеса или к его центру (в зависимости от того, что создатель сочтет лучше) инструмент, который будет приводить в действие сильфон при вращении самого колеса (это будет честью для изобретательности создателя). Случится так, что ветер, исходящий от колеса для вращения, и что сами сильфоны, приводимые в действие вращающимся колесом, будут дуть постоянно.Это, возможно, не абсурдно, но это отправная точка для исследования и открытия этой возвышенной вещи, вечного двигателя, отправная точка, о которой я нигде не читал, и я не знаю никого, кто бы это разработал. [Тр. Дж. Кастен Таллмэдж.]Это ранний пример принципа «ускоренного» вечного двигателя. [Комбинация винта Архимеда и водяного колеса была более ранним примером.] Устройство A приводит в действие устройство B, которое, в свою очередь, приводит в движение A. Но это было не последнее применение принципа, хотя должно было быть. Обратите внимание, что Зимара утверждает, что это его первоначальная идея. Зимара оставляет другим сложную проблему проектирования механической связи между мехом и ветряной мельницей, и он признает, что он не знает никого, кто заставил бы такую вещь работать. В этом мы можем быть уверены.
В описании Зимары не было рисунков. Рисунок здесь представляет собой причудливую интерпретацию художника с некоторыми геометрическими инженерными недостатками, которые, даже если их исправить, не позволят устройству работать.
Агостино Рамелли (1531 — ок. 1600) опубликовал в 1588 году большую коллекцию фольги Сокровищница изобретательных машин благородного и знаменитого капитана Агостино Рамелли с текстом на итальянском и французском языках. Он содержал 195 подробных табличек с сопровождающими комментариями. Одна, тарелка 43, привлекает наше внимание. На первый взгляд, просто плавающее водяное колесо для подъема воды из реки (обычное устройство того времени), более внимательное изучение показывает, что внутри водяного колеса находятся два вечных двигателя , колесо Хоннекорта и изогнутый отсек. колесо, обе идеи с Востока через Аравию.Рамелли объясняет:
Вы должны знать, что внутренняя часть этого колеса была сделана, чтобы угодить джентльмену, который попросил меня сделать это, потому что он подумал, что, поскольку течение реки было слишком медленным, ему должно помочь колесо. Таким образом, любой может воспользоваться им, если сочтет это подходящим.
Итак, если вам нужно больше мощности, просто добавьте вечное колесо, а еще лучше — два! Последнее предложение Рамелли следует интерпретировать как насмешку, указывающую на то, что он не думает, что дополнительные колеса действительно помогают, но поскольку он создавал это для клиента, который платил за это, покупатель получает то, что хочет.Мы ничего не знаем о личности Рамелли и о том, было ли у него чувство юмора, но я не могу не думать, что этот рисунок был его маленькой шуткой.
При более внимательном рассмотрении оригинальной гравюры видно, что в самой внутренней части колеса есть отсеки с изогнутыми стенками, в каждом из которых есть что-то (вода, галька, свинцовая дробь?). Такие колеса тогда были обычным (хотя и неэффективным) устройством для подъема воды, приводимой в движение течением реки. Он назывался Persian Wheel , рупорный барабан или колесо De La Faye .Такой же дизайн проявляется в конструкциях автономных самомодвижущихся колес. Но на этом снимке внутренняя часть колеса явно не приводится в движение водой из реки.
| Две версии водяного колеса Persian . | Колесо вечного двигателя Бхаскара. |
|---|
|
Витторио Зонка (1568–1602). В его фолио «Novo Teatro di Machine et al. Edificii », (Падуя, 1607 г.) Зонка показывает большую гравюру на медной пластине, изображающую огромную труба для подъема воды. У него была большая герметичная перевернутая U-образная трубка с большим диаметр с одной стороны. На рисунке показана большая трубка (A) слева для опорожнения. уровень воды выше, чем водозабор справа. Эта вода тогда приводил в действие горизонтальную турбину внизу, которая приводит в движение мельничное колесо для помол зерна.Герметичный порт наверху должен был облегчить начальное заполнение тюбика водой.
Из-за отсутствия лучшего названия я называю это «извращенным сифоном», хотя это не так. работают как сифон. (Так сложно назвать устройства, которые не работают.) Неужели, ребята? в 17 веке знали, что сифоны могут поднимать воду только над высотой если отверстие выходной трубы на ниже, чем на уровня воды на входе? Возможно нет. Римские инженеры успешно использовали водопроводные трубы или трубы для транспортировать воду по холмам, но производительность всегда была ниже, чем на входе уровень воды.Эти трубки были крайней мерой для инженеров, потому что вершина трубы не могла быть выше более 10 метров над уровнем воды на входе. Пробирки было трудно запечатать, поэтому чтобы воздух не просачивался в верхнюю часть трубки и в конечном итоге образовывал воздух карман, который нарушил непрерывность воды и остановил поток воды. Возможно, кто-то посчитал, что это всего лишь практические «инженерные трудности». это предотвратило использование сифонов для доставки воды в более высокие уровень.
Помните, что роль атмосферного давления в этих устройствах не учитывалась. понял. Так почему же вода осталась в перевернутой U-образной трубе? Это было объяснено по принципу Аристотеля, что «природа не терпит пустоты», то есть природа будет не допускайте вакуума в верхней части трубки и сделаем все необходимое чтобы предотвратить это. Это объясняло, почему всасывающий насос может поднять столб воды. (но не объяснил, почему он может поднимать воду только на 33 фута).
|
Что же тогда было преобладающим пониманием сифона, что привело к предположение, что он может работать «наоборот», поднимая воду с нижнего на более высокий уровень? Во-первых, почему обычный сифон пропускает воду из верхний предел к нижнему пределу? В случае трубки с одинаковым диаметром с одним концом ниже, чем другой, нижний конец имеет большую длину, измеренную сверху и, следовательно, содержит больше воды, чем более короткая трубка.Балансир смещается вниз на более тяжелой стороне. К аналогии, можно предположить, что вода движется к нижнему концу сифона потому что эта сторона тяжелее. Это соответствовало бы преобладающим считают, что когда что-то тяжелее с одной стороны, это вызывает движение в сторону более тяжелая сторона. Фактически, это центральная идея многих вечных двигателей. предложения машины.
Так что для умного инженера — всего лишь короткий логический шаг — предположить, что Вы можете сделать так, чтобы более короткая сторона содержала больше воды, чем длинная, просто за счет увеличения диаметра более короткой стороны.Он будет содержать больший вес воды, поэтому вода должна течь в эту сторону, даже если с той стороны на большей высоте. Однако вода отказывается подчиняться.
Это то же самое ошибочное объяснение отображается самотечной колбой (позже известной как гидростатический парадокс). Больший вес слева заставляет воду опускаться и вокруг узкой шеи, где вес меньше, а потом вытекает отверстие наверху для пополнения воды в вазе.»Парадокс» состоял в том, что, хотя многим это казалось вполне разумным, чертовски вещь просто не сработала. Фактически, это работало в соответствии с другим Аристотелевский принцип «вода ищет свой уровень». Уровни воды были равны слева и справа, и так и остались.
Эти проблемы много обсуждались во времена Средневековья и Возрождения, когда в мышлении все еще господствовала аристотелевская физика, но ученые начали подвергать сомнению и даже изменять некоторые аристотелевские понятия.К сожалению, многое из этого было сделано аристотелевскими методами: использование чистой аналитической логики без использования экспериментов. Так практично инженерам оставалось только гадать, как все работает на самом деле, и часто они работали с неадекватными или неправильными концептуальными инструментами.
Вот где инженерам следовало бы уделить больше внимания древним источникам. Аристотель утверждал, что «вода ищет свой собственный уровень», а Герон Александрийский имел описал правильную работу сифона с выходом ниже вход и диаметр труб, не влияющих на операция. Ср. Heron’s «Pneumatica».
Даже Галилей принял принцип «отвращения к вакууму». В 1643 г. Евангелиста Торичелли (1608-1647) экспериментально показал, что давление атмосферы мог бы поднять столб ртути всего на 30 дюймов, и если бы ртуть была используется для заполнения четырехфутовой трубки, а трубка перевернута открытым концом в ртутном резервуаре столб ртути будет всего около 30 дюймов выше уровня водохранилища, с над ним «торичеллический вакуум».Столб воды можно было только поднять 33 фута таким же образом.
Только в конце 17 века эти недопонимания давления воды решено. Принцип Паскаля показал, что давление в любой точке контейнера жидкости зависит только от высоты от этой точки до поверхности, а не от диаметра или формы емкости.
|
Роберт Фладд (1574-1637), парацельсовский врач, алхимик, астролог, философ-герметик, мистик и член Братства Розового Креста, опубликовал фолиант своих сочинений в 1618 г. (на латыни).В него вошли многие описания машин, некоторые практичные, некоторые прихотливые. К ним относятся водяные насосы различных типов.
Картинку внизу слева часто приписывают Фладду, и многие книги уходят впечатление, что Фладд верил, что это сработает. Но его стиль не согласуется с другими картинами времен Фладда. В «De Simila Naturae» Фладд обсуждает машину, показанную ниже справа, которую он описывает:
Еще одно полезное изобретение для легкого подъема воды, благодаря которому определенный Итальянец рискнул похвастаться тем, что открыл вечный двигатель.
| Мельница оборотная. При этом предлагалось использовать вечный двигатель до произвести полезную работу (вождение жернова). | Рециркуляционная мельница в Италии. Фладд De Simia Nature 1624. |
|---|
Столбец справа — это насос с цепочкой из кожаных дисков (A).Поднимаемая насосом вода приводит в движение водяное колесо с перерегулированием, которое, через несколько передач приводит в действие помпу. Фладд откровенен в своем мнении о полезность этого устройства.
Итальянец, обманутый собственными мыслями, задумал, что вода будет подниматься этим насосом, так что колесо будет постоянно в движении; потому что он сказал, что требуется больше силы на конце этой машины, чем в центре; но потому что он рассчитал пропорции мощности неправильные, его обманули на практике.Фладд не надеется, что любая такая машина сможет достичь вечное движение.
Нет необходимости указывать, что этот принцип привлекательности были испытаны несколько раз людьми, которые часто полностью неопытны в механических принципах и не видели серьезной ошибки что кроется в этих устройствах, и поэтому зря потрачены усилия, деньги и время на старых и никчемных идеях.На рисунке слева, начиная с 1600-х годов, показан вечный двигатель. схема, используемая для создания полезной работы без каких-либо вводных работ.Большинство более ранних устройств до 16 века не требовали производительности. Рециркуляционная мельница Zonca и водяное колесо Рамелли также были предназначены для выполнения полезной работы или увеличения работы, выполняемой естественными источниками (например, проточной водой).
|
Афанасий Кирхер (1601-1680), немецкий иезуит, преподававший в Риме.Его многочисленные интересы были широкими и включали математику, география, астрономия, оптика и магнетизм ( de Arts Magnet ). Он спроектировал и построил автоматические механические музыкальные инструменты, запрограммированные вращающимся барабан, и написал для них музыку. Он также сконструировал машину для сочинения музыки. Его слыли в некотором роде шоуменом и шутником.
Фолио Кирхера включает в себя воду колесо приводит в движение силовой насос для подъема воды на верхнюю часть колеса, и конструкции для магнитных сфер и колес, постоянно вращающихся в ответ на фиксированные магниты.
| ||||
Согласно одной популярной теории, одна табличка показывает круговорот воды. Вода всасывается в водовороты в озерах, проходит через трещины в озерах. скала и капиллярным действием поднимается на вершины гор, где фонтанирует весной. Эти источники — источник горных ручьев, которые, в свою очередь, питают озера.В этот период истории многие не могли принять, что вся вода в ручьях и реках может происходить из осадки. Кроме того, многие до сих пор считали, что вода обладает какой-то врожденной способностью. подняться против силы тяжести. Возможно, им следовало вернуться к Аристотелю, кто знал, что «Вода ищет свой уровень».
| Круговорот воды Кирхера. |
|---|
Эдвард Сомерсет , шестой граф и второй маркиз Вустер (1601-1667) опубликованы в 1663 году Век названий и размеров таких изобретений, как в настоящее время Я могу вспомнить, пробовали и усовершенствовали , обычно обозначаемый как A Век изобретений.Сомерсет был видным общественным деятелем, интересовался наукой, механикой и математикой и внес полезные предложения и улучшения для них, особенно для использования пара в качестве движущей силы. Он претендует на звание изобретателя паровой машины. PDF-файл его книги можно бесплатно скачать в Интернете и, конечно же, больше ничего не стоит.
В статье 56 th своей книги он описывает неуравновешенное колесо в некоторых деталях. Оригинальное книжное издание из Век изобретений не дает изображения описываемой машины.[Изображение, которое часто публикуется как колесо с отягощением Сомерсета. был опубликован позже Дезагюлье и датируется 1720 г.]. Эскиз раскрывает ничего, потому что на нем изображено не более чем большое закрытое колесо с относительно небольшая ось, к которой привязан трос для подъема тяжестей и выполнения другие механические работы. Вот описание Somerset, в котором нет таких заявлений:
56. Обеспечить и сделать так, чтобы все веса нисходящей стороны колеса, должны быть всегда дальше от центра, чем точки крепления стороны, и все же равны по количеству и весу с одной стороны, чем с другой.Наиболее невероятная вещь, если бы не видел; но пытался перед покойным королем (благословенного памяти) в Башне по моему указанию, двое чрезвычайных послов сопровождали Его Величеству, герцогу Ричмондскому и герцогу Гамильтонскому, с большей частью Суд его посетил. Колесо было четырнадцать футов в высоту и было сорок веса по пятьдесят фунтов за штуку. Сэр Уильям Балфор, в то время лейтенант Башня, может это оправдать, с несколькими другими. Все видели, что не раньше эти огромные веса прошли линию диаметра нижней стороны, но они висел на фут дальше от центра; ни раньше не прошел линию диаметра верхней стороны, но они висели на фут ближе.Приятно судить о последствие.Вот и все. Это все, что он сказал. Никто не утверждает, что колесо вращалось само по себе, только то, что оно всегда было тяжелее с одной стороны. Но многие, кто пишет о вечном двигателе, предполагают, что он действительно вращался из-за своего дисбаланса. Искатели вечного двигателя идут здесь по тупиковой дороге.
Жаль, что у нас нет отчета о реакции Короля на эту неубедительную демонстрацию. Загадочное «Невероятная вещь, если бы ее не видели… «часто цитируется, как если бы это было каким-то глубоким смыслом.
Иоганн Эрнст Элиас Бесслер (советник) Орфирей (1680-1745), немецкий поляк, был советником принца Гессен-Кассельского (Германия). Он изучал теологию и медицину, но его интересы сосредоточился на механике, особенно на часовом деле. Он утверждал, что экспериментировал с 300 различными вечными двигателями, наконец, сделав два рабочих вечные двигатели между 1712 и 1719 годами.Когда правительство Гессен-Кассель обложил налогом деньги, полученные от тех, кто увидеть его колесо (которое он отдал на благотворительность), он разрушил (разобрал) колесо в припадке злость. Бесслер обладал непостоянным темпераментом, чередуя меланхолия и сильный гнев.
Бесслер опубликовал в 1717 году брошюру (на немецком и латинском языках) под названием « Perpetuum». Мобильные триумфаторы от Orffyreus . В нем он жалуется на своих критиков. и противники: представители научного мира, высокопоставленные лица, общественность в целом и пресса.В это время он пользовался благосклонностью Принц Гессен-Кассельский, который предоставил ему жилье и другую поддержку. Бесслер утверждал, что ему удалось заставить «мертвый материал не только двигаться сам по себе, но поднимать тяжести и выполнять работу », и он заявил, что« даже самые глубокие математики и наиболее образованные люди постоянно ошибаются »в своих оценках его изобретения. В этом есть доля правды.
Из 300 машин, построенных Бесслером, четыре были публично выставлены на продажу. продемонстрировали, и наблюдатели подробно рассказали о них.Некоторые ценности в следующую таблицу следует рассматривать как приблизительную, для разных аккаунтов дают немного разные числа. В некоторых учетных записях размеры указаны во фламандских углах (27 дюймов), некоторые в Лейпцегских эллах (22,3 дюйма), некоторые в рейнских футах (31,4 см) и некоторые в дюймы и футы, и кто знает, что некоторые переводчики делал при конвертации замеров. Элль был единицей, обычно используемой для измерительная ткань, а также английские эльсы и шотландские элли, все другой.Нам не нужно беспокоиться об этих вопросах здесь, с единственной целью Данная таблица дает общее представление о размерах машин.
| Дата | Место | Диаметр | Толщина | Диаметр оси | Длина оси | Диаметр подшипника | Подъемная масса | Скорость (без нагрузки) | Скорость (нагрузка) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1712 | Гера, Ройсс | 3 фута | 4 в | несколько фунтов | 50 об / мин | ||||
| 1713 | Драшвиц | 5 футов | 6 дюймов | 40 фунтов | 50 об / мин | ||||
| 1715 | Мекельберг | 6 футов | 12 в | 6 дюймов? | 70 фунтов | ||||
| 1717 | Кассель Вайссенштайн | 12 футов | 14-18 дюймов | 8 в | 6 футов | 3/4 дюйма 1 дюйм? | 70 фунтов | 26 об / мин | 20 об / мин |
В 1717 году Бесслер построил свое самое большое колесо, которое ландграф Гессенский разрешил построить и запустить в закрытой запертой комнате, закрепленной с помощью Печать ландграфа от 12 ноября 1717 года.26 ноября комнату открыли, и колесо найдено все еще работает. Комната была снова закрыта и открыта только 4 января. 1718 г., когда было обнаружено, что колесо все еще вращается, очевидно, с той же скоростью, что и оно. было, когда началось в ноябре. Многие пришли посмотреть на это машина с восхищением и удивлением. Бесслер описывает это колесо следующим образом:
| Бесслер сказал, что придумал имя «Орффирей», равномерно расположив буквы алфавита вокруг колеса, затем перевод букв «Бесслера» прямо по диаметру колеса, чтобы получить «Орффайр», затем латинировать Это.Если бы это было его метод это может быть символом предполагаемого принципа его вечного двигателя колесо, перемещающее грузы поперек оси колеса. |
Я привел все в порядок и начал работу в поспешном режиме, все делал в манере тех, которые я уже сделал и уничтожил, только с несколькими изменения размеров так называемого поворотного колеса. Как точильный камень можно назвать колесом, так может быть названа основная часть моей машины.Внешняя часть этого колеса обернута или покрыта вощеным полотном. в виде барабана. Это цилиндрическое основание было 12 рейнских футов в диаметре. толщина от 15 до 18 дюймов, средняя ось длиной 6 футов и 8 дюймов по толщине. Он поддерживается в движении на двух заостренных стальных балансирах, каждый толщиной в 1 дюйм; и колесо подвешено вертикально. Движение модифицированный двумя маятниками, как показано на гравюре в конце этой книги.Внутренняя структура колеса соответствует законам механический вечный двигатель, устроенный таким образом, что за счет установленных весов один раз в вращения они получают силу от своего собственного раскачивания и должны продолжать свое движение до тех пор, пока их структура не теряет своего положения и расположения. В отличие от всех других автоматов, таких как часы, пружины или другие подвесные грузы. которые требуют наматывания или продолжительность которых зависит от цепи, к которой крепится их, напротив, эти веса являются существенными частями и составляют сам вечный двигатель; как от них исходит универсальное движение которые они должны выполнять, пока остаются вне центра тяжести; и когда они приходят, чтобы быть помещены вместе, и таким образом расположены друг против друга что они никогда не смогут достичь равновесия, или punctum quietus , которые они непрестанно ищут в своем чудесном быстром полете того или иного из них должен приложить свой вес вертикально к оси, что, в свою очередь, также двигаться.
В этом отрывке Бесслер говорит нам, что:
- Это колесо не запускалось автоматически; ему нужен был толчок, чтобы заставить его двигаться. Это могло бы вращайте в любом направлении. Его предыдущие колеса запускались автоматически, но вращались только в одном направлении.
- Бесслер утверждал, что он не получал свою силу от пружин или падений. веса, как это было обычно с автоматами и часовыми механизмами. Внутри него было много движущихся грузов, расположенных так, чтобы удерживать колесо постоянно разбалансировано.
Бесслер имел репутацию очень искусного часовщика, а такое большое колесо может очень долго выдерживать движение маховика. Часы можно было заставить работать год без завода. Некоторые предполагали, что по периметру колеса было много отсеков, в каждом из которых находился подвижный вес. внутри. Некоторые даже думали, что внутри может быть животное или маленький человек, но Я думаю, что эти домыслы можно отбросить.
По-видимому, только один человек имел честь увидеть часть внутренней части колеса, покровитель Бесслера, Карл, ландграф Гессен-Кассель, и он поклялся хранить тайну.Но все ли он видел внутри или только то, что хотел Бесслер? Совершенно не ясно, видел ли Карл все отсеки открытыми на в то же время. Смотрел ли он на то, что может быть спрятано за очевидные механические детали, в заднюю панель самого колеса или внутри ось диаметром шесть дюймов? Рассмотрим сценические иллюзии фокусников, в которых люди и даже животные могут быть скрытым за продуманной конструкцией шкафа или другого сценического оборудования, а также за простая стратегия открытия разных частей коробки в разное время.
| Иллюстрация из брошюры Бесслера 1715 года, до создания колеса Вайссенштейна . Вид сбоку слева, вид лица справа. От Руперта Гулда, Oddities тарелка III. Нажмите на картинку, чтобы увеличить и получить более четкую версию. |
|---|
Колеса Бесслера были связаны с двумя маятниками, приводимыми в движение осью колеса, и мы, вероятно, можем согласиться с его утверждением, что они регулируют скорость колеса.На некоторых рисунках показана веревка, обернутая вокруг большей оси, проходящая к шкиву в полу, а затем к шкиву у крыши, к которому был прикреплен груз. Возникает вопрос, зачем понадобился дополнительный шкив и почему эта веревка проходит через отверстие в одной из вертикальных опор колеса. Эта дыра наверняка ослабит эту поддержку и кажется ненужной. Очевидно, что некоторые детали на этих чертежах не в масштабе, хотя общий масштаб указан правилом вдоль нижнего края чертежа. (Единицы измерения — лейпцигские элли.На приведенном выше рисунке показан штамповочный стан, приводимый в движение штифтами на оси слева. Он также показывает тормоз возле нижнего края колеса. На некоторых иллюстрациях показан веревочный ремень, приводящий в движение архимедов винт для подъема воды.
В большинстве источников говорится, что груз был «коробкой кирпичей на 70 фунтов». Этот же рисунок приведен для демонстрации колес различных размеров. Тем не менее, ни один отчет не вызывает на этот счет подозрений, и никто не сообщает о каких-либо независимых измерениях его фактического веса.(Я видел один источник, в котором говорится, что одно из колес Бесслера, вращающееся со скоростью 50 об / мин, подняло 16 кг (35,274 фунта) на расстояние 1,5 м (4,9 фута) — несколько более правдоподобные значения.) Ни в одном из источников не упоминается, что кто-то действительно исследовал кирпичи в коробку, чтобы они были прочными. Это лишь одна из многих деталей, которые кажутся немного «подозрительными» и приводят нас к выводу, что существующие отчеты о публичных демонстрациях, к сожалению, не содержат важной информации и не так впечатляют, как они могут показаться при первом чтении.Некоторые, кто рассказывал эту историю, возможно, копировали других, а также преувеличивали.Некоторые из более поздних колес могли вращаться в любом направлении, и они оба поднимали и опускали этот ящик с кирпичами, когда он был соединен с колесом. Независимо от веса коробки, энергия, необходимая для ее подъема, в значительной степени возвращалась при ее опускании, поэтому повторные подъемы и опускания не особо впечатляют.
|
Ландграф нанял естествоиспытателя и инженера профессора Гравенсанда из Лейдену (1688-1742) для исследования машины.Он наблюдал это (не будучи позволили заглянуть внутрь) и описал это в письме сэру Исааку Ньютону.
«… пустотелое колесо, своего рода барабан, покрытый брезентом, чтобы его не было видно изнутри. Я осмотрел оси и твердо убежден, что ничто извне колеса ни в малейшей степени не способствует его движению».У нас нет сведений о том, что Ньютон когда-либо отвечал. Ньютону не нравилось быть частью любые разногласия.
Профессор заметил (как и другие), что при остановке колеса а затем отпущенный, он постепенно возобновит свое движение с исходной скоростью в пределах нескольких оборотов.Его письмо, кажется, поддерживает утверждения о том, что машина двигалась самостоятельно.
Узнав об этом, Гравенсанде осмотрел машину. без его согласия Бесслер снова уничтожил машину, оставив сообщение на стене о том, что он был вынужден сделать это дерзость Gravensande. Он не должен был быть таким поспешным, потому что Gravensande внимательно осмотрел колесо и его подшипниковые опоры, и ничего подозрительного там не нашел.
Естественно, Бесслера подозревали в мошенничестве в этом деле. Распространялись необоснованные истории о том, что служанка подписала клятву, что в соседней комнате она повернула чудак держать колесо в движении. Возникает очевидный вопрос, почему s ‘Gravensande не проверил соседнюю комнату, потому что в ней могло быть больше чем просто ручная рукоятка — механизмы, которые, возможно, не были замечены или понятый горничной, но мог бы много значить для Gravensande, видел ли он их.Такие обвинения заставили Бесслера сконструировать свои самые впечатляющая машина в центре комнаты, хорошо удаленная от стен, чтобы развеять любые подозрения. Это сложно, если не невозможно, чтобы судить о достоверности деталей таких обвинений, это задолго до того. Точно так же невозможно судить о точности и достоверности наблюдателей, которые с энтузиазмом восприняли демонстрации как доказательство вечного движения. Нет никаких оснований сомневаться в том, что во всех демонстрациях Бесслера был замешан обман, но , как именно это было выполнено в каждом конкретном случае, может быть не более чем предположением.Помните также, что эти устройства были сделаны как минимум четырех разных размеров и демонстрировались в разных местах и под разные обстоятельства. Хотя многие внешние конструктивные особенности в них схожи, у нас есть нет уверенности в том, что их внутренние механизмы были одинаковыми во всех случаях. В зависимости от обстоятельств обман мог принимать различные формы.
Нетрудно предположить, что публичные демонстрации колес могли быть выполнены, так как они были непродолжительными (обычно не более получаса) и не требовали большого выхода энергии.В этих случаях колесо наблюдалось в движении. во время короткой демонстрации, затем он был остановлен. Затем он был перезапущен на еще одна демонстрация, и иногда колесо снимали с опор и заменяли, или поставить на другой комплект опор. Однажды цилиндрический свинцовый груз был извлечен для исследования изнутри колеса, а затем заменен Бесслером. Учетные записи говорят, что это было По оценкам, весит 4 фунта, но не говорят, занимался ли им кто-нибудь, кроме Бесслера, и не говорят, что кто-то независимо взвешивал его.
Наиболее широко документированной и обсуждаемой демонстрацией была демонстрация, в которой ходовое колесо было помещено в замковую комнату, комнату полностью опечатали, охраняли, и открыл через 10 дней, чтобы обнаружить, что колесо все еще работает. Комната была закрыта снова и открылся через 43 дня, когда колесо снова было обнаружено работающим. Большинство людей предполагало, что он работал непрерывно в течение 53 дней — почти два месяца. За это время все двери и окна в комнате были закрыты и опломбированы.Камень стены были в фут толщиной. Ни у кого не было возможности проверить, действительно ли колесо вращалось в течение всего времени. Колесо могло быть легко остановлено после комната была запечатана и началась снова как раз перед тем, как комнату открыли. Кроме того, нет никакой гарантии, что это колесо имело ту же внутреннюю конструкцию, что и колеса, которые использовались в других, более публичных демонстрациях. Вместо того, чтобы быть убедительным экспериментом, это вызывает подозрение, что Бесслер был участие в обмане, который используют сценические фокусники.Происходит волшебство вне поля зрения, чтобы скрыть секрет. И нет никакой разумной причины для чего-либо происходить вне поля зрения в этом случае.
- Герметизация помещения должна была быть полной, чтобы никто не мог видеть внутрь, чтобы убедиться, что колесо вращается. Иначе не было бы необходимости чтобы открыть комнату через 10 дней и убедиться, что все еще работает. Почему не оставили открытым маленькое окошко, чтобы пропускать свет, чтобы кто-нибудь в любой момент можно было заглянуть внутрь и убедиться, что он запущен? В конце концов, охранники были вывешен у двери, так что это не поставит под угрозу безопасность.У нас очень хорошо Повод для подозрений, что во время закрытых интервалов колесо было , а не оборотов.
- Нет никаких упоминаний о том, что это колесо выполняло какие-либо работы до, во время или после этой демонстрации. Механизм колеса мог сильно отличаться от механизма колес, использованных в рабочих демонстрациях. Мне кажется любопытным, что большинство авторов по этому поводу просто предполагают, что это колесо было точно таким же, как и другие, хотя это не находит подтверждения в исторических записях.
- Во время демонстрации всех предыдущих колес Bessler наблюдатели отметили шум колес. Стук груза внутри колеса был отчетливо слышен, и некоторые сообщили, что слышали «царапающие звуки» (например, из-за сильно скрученной пружины?). Могли ли эти шумы не быть слышны даже за пределами запечатанного помещения? Если бы эти звуки были слышны в течение всех 53 дней наверняка кто-то назвал бы это веским доказательством в пользу Бесслера. Если бы звуки прекратились после того, как комнату запечатали, наверняка кто-нибудь назвал это доказательством мошенничества.Но никто даже не упоминает ни звука. Почему комната была запечатана так плотно, что через одну из запечатанных дверей не было слышно ни звука? Если позволить некоторому звуку быть услышанным в течение всех 53 дней, Бесслер мог бы просто сделать демонстрацию более убедительной.
| Таким образом, это механическая игрушка и иллюзия, и если в будущем кто-то захочет взять на себя труд писать о механических шарлатанах, это колесо заслуживает самого высокого и самого выдающегося положения среди них.- Кристиан Вагнер, математик (1715) |
Что действительно удивительно, так это то, как многие люди сегодня все еще думают о бесслеровской машины, возможно, действительно были честными и что они были подлинными вечными движение. Апологетике Бесслера было посвящено много слов, часто проявляя изобретательность в рационализации, столь же изобретательно, как Сам Бесслер.
Хотя публичная деятельность Бесслера привлекает наибольшее внимание, а доказательства мошенничества убедительны, он, возможно, в то же время был вовлечен в искренний поиск вечного двигателя.Он работал над книгой со 140 иллюстрациями, поразительной коллекцией вечных двигателей своего времени и прежних времен. Там мы находим неуравновешенные колеса востока и даже простые народные игрушки. Он назвал это своим «большим трактатом по механике». У Билла Макмертри есть эти дизайны на своем сайте. Maschinen Tractate, и он планирует перерисовать их все (оригиналы часто в очень плохом состоянии) с переводами сопроводительного текста, чтобы сделать их доступными в виде книги.Эта коллекция настолько обширна, что я часто получаю рисунки от людей, которые предполагают, что они изобрели новый вечный двигатель, которые оказываются незначительными вариациями одного Бесслера, включенного в эту коллекцию.
Билл Макмертри собрал информацию и фотографии о деле Бесслера на своем веб-сайте, посвященном возвращению Орфиреуса. Джон Коллинз хранит множество материалов в «Колесе тяготения» Иоганна Бесслера.
Джейкоб Леупольд (1674 1727)
Интересы и таланты Якоба Леупольда были сосредоточены на «механических вещах».Он был создателем приборов для экспериментальной физики, ученым, математиком, педагогом и экономистом. Его очень популярная и влиятельная книга Theatrum Machinarum Generale ( The General Theory of Mechanics , Leipsic, 1724) представляла собой собрание механизмов и машин многих видов и была названа первым систематическим анализом машиностроения. Он включал в себя конструкцию парового двигателя высокого давления без конденсации, очень похожего на те, что были построены почти столетие спустя.Как и в случае с большинством книжных сборников механизмов, он проанализировал обычное колесо вечного двигателя, известное сегодня как «колесо Леупольда», хотя Леупольд не изобретал его, и он очень четко заявил, что оно не может работать, основываясь на его тщательном анализе.
| Колесо Leupold. |
|---|
Выдержка из: Theatrum Machinarum Generale , Leipsic, 1724. p. 31-33.
Perpetuum Mobile, или машина, которая работает без внешнего источника питания и не останавливается, пока материал остается в силе и ничего не ломается, двигаясь сама по себе, сегодня так хорошо известны под названиями, что даже мелкие мастера, даже сапожники и портные, не только говорят об этом. , но представьте, что они могли бы сделать такую вещь, если бы у них были только деньги и время.Поскольку это то, что многие искали с большим желанием, затратами времени и денег, то, безусловно, это вечный двигатель.Последний абзац предполагает, что Леупольд понял, что «вы не можете получить больше, чем вложили».Хотя он использует фунт как меру работы, мы не сомневаемся, что он хорошо знал закон Архимеда о рычаге, в котором два разных веса с разными плечами рычага могут находиться в равновесии.И это желание даже сегодня настолько глубоко укоренилось во многих, что они скорее позволили бы себя забить до смерти, чем признались бы в своей неудаче.
Причина в том, что у этих людей нет основ механики. Многие не умеют рассчитывать движения и поэтому начинают строительство на основе воображения и случайных экспериментов.Итак, всем, кто упорно ищет вечный двигатель, вы должны им сказать:
1. Они должны спроектировать его с использованием простейших компонентов, поскольку чем больше в нем шестерен, шестерен и материалов, тем меньше шансов на успех. И если успех не достигается с помощью простоты, он не будет достигнут с использованием композитных машин.Хотя среди многих сотен или даже тысяч искателей ни один никогда не находил вечный двигатель, не все эти усилия были напрасными, потому что многие из них нашли свой путь к механике, которая в противном случае не имела бы этого в виду.Все, что они узнали, — это то, что человек не может достичь большего в механике, чем допускает Бог, и что одним фунтом нельзя сдвинуть ничего, кроме одного фунта, но только поддерживать равновесие. Но если их должно быть больше, тогда должно быть доступно больше места и времени, и поэтому всех тех, кто хочет достичь большего, поскольку это возможно с машинами в соответствии с принципами механики, следует охарактеризовать как примеры д-ра Бехера. «мудрые дураки».Кроме того, 2. Никто не может начинать работу, если он не проанализировал машину на бумаге: трение, покой, центробежные эффекты частей, движущихся по кругу к периферии, расстояния; все хорошо измерено и просчитано.
И, 3. Те, кто не может производить эти вычисления и не понимает принципов, должны воздержаться и оставить задачу другим. Они не только потеряют время и деньги, но, что еще хуже, никогда не найдут удовлетворения. Я мог бы привести много примеров.
Комментарий Леупольда о необходимости «большего пространства и времени» для достижения большего, чем позволяют законы механики, предполагает, что он понимает, что машины ограничены геометрией, и что только допуская другую геометрию, можно вообразить обход этих законов. Но, возможно, мы слишком много вложили в загадочный комментарий.
Леупольд не претендовал на опровержение возможности вечного двигателя. В самом деле, он слышал отчеты о демонстрациях Бесслера из вторых рук и, казалось, принимал их.
Несмотря на это, мы считаем, что вечный двигатель не является невозможным, как это было продемонстрировано всему миру советником Орфиреем и засвидетельствовано княжеским словом ландграфа Гессенского Касселя, принца, который сам хорошо разбирался в науке механики и столь подробно внимательно изучил и заметил это чудесное движение, которое находилось у него на суде в течение двух месяцев; все это время он держал машину в герметичной камере.»[Диркс, том 1, стр. 22]
Доктор Уильям Кенрик (1725? -1779), писатель и сатирик, опубликовано в 1770 году. «Лекция о вечном двигателе», в котором он описывает изобретения маркиза Вустера и советника Ориффирей и другие идеи вечного двигателя. Кенрик преследовал это химера довольно давно.
Однако я полагаю, что это одна из заслуг нашего предшественника. право на стойкость; прошло уже пятнадцать лет с тех пор, как я впервые участвовал в этом недоработке, которой я с тех пор занимаюсь почти неослабевая усидчивость, и это не только со значительной тратой времени и средств, но и под постоянным унижением слышать его одинаково высмеивают те кто знает, и теми, кто не знает ничего по этому поводу.
Кенрика раздражают математики, которые утверждают, что доказали, что доказали невозможность вечного двигателя, однако Кенрик утверждает, что «Нет такого демонстрация никогда не была опубликована кем-либо «. Он описывает демонстрации маркиза Вустера, отмечая:
… хотя руль был достаточно вежливым, чтобы повернуться, пока его величество был в настоящее время нельзя было убедить его быть таким покладистым в его отсутствие.Математики отомстили за короткий триумф ошибочного Маркиза, но и сами заблуждались, думая, что разгромили проблема в том, что при охоте на шакала они уничтожили льва. Вечное движение выжило; у него все еще есть свои защитники; Профессор Gravensande и John Bernoulli сохранили его практическую возможность, прежний давая свои показания в пользу машины Орфиреуса, после долгого и тщательного экспертиза.
Епископ Джон Уилкинс (1614-72), вероятно, наиболее известен как основатель и первый секретарь Британского королевского общества (основанного в 1660 году и получившего Королевскую хартию в 1662 году). Он составил книгу Математическая магия в период истории, когда «магические искусства» уступали место «научное и механическое искусство», и люди начали понимать, что многие вещи, которые когда-то считались магическими, могут быть поняты наукой.
| Магнитный вечный механизм Уилкинса. Диркс (1861 г.). | Епископ Джон Уилкинс. |
|---|
Ранее, в 1600 году, появилась книга Уильяма Гилберта de Magnete . Читатели были очарованы отчетами Гилберта о его экспериментах с магнитные магниты, и эти открытия новой науки о магнетизме подпитывали их воображение.Некоторые неправильно поняли и неправильно применили эту новую науку. Иоганн Кеплер пробовал (и отбросил) многие идеи для объяснения движения планет. Одним из них была гипотеза о том, что Солнце представляет собой огромный магнит, поле которого каким-то образом держал планеты в движении. Антон Месмер считал, что магниты могут воздействуют на человеческое тело, и что они могут передавать свое «магнитное влияние» человеку, который, в свою очередь, может передать его другим. Так родилось понятие «животный магнетизм» и «месмеризм».
|
Уилкинс обсуждает «трудность» достижения вечного двигателя и рассматривает подробно устройство, приписываемое Шотту (в его 1659 Thaumaturgus Physicus, sive Magiae Universalis Naturae et Artis ) Иоганну Тайсниеру [Dircks, 1870, п. 93]. Он состоит из двух наклонных рамп, железного шара и магнитного камня. застегивается сверху.[Это был «одетый» магнит, естественный кусок магнитного руда, заключенная в железный шар, который использовался в экспериментах Гилберта.] магнетит наверху (A) вытащил шар (F) по прямой рампе, где он провалился через отверстие (B) на нижнюю рампу, скатился и еще одна дыра (F) к прямой рампе, где ее снова подняли. Четко эта идея требует гораздо большего обдумывания и работы. Почему мяч просто не оставаться наверху, сильно прижатым к неподвижному магниту? И если бы это было провалиться через верхнюю дыру он все равно будет под притягивающим влиянием магнита вверху.Трудно представить кого-либо, кто когда-либо работал с магниты относились к этому серьезно, но многие более поздние изобретатели так и поступили, тщетно пытаясь вариации. Даже сегодня энтузиасты вечного двигателя экспериментируют с фантастическими вариации «магнитных двигателей» в надежде, что новая магнитная технология и более сильная магниты заставят их «уйти».
После подробного обсуждения практических трудностей Уилкинс наконец получает в нижнюю строку, отметив, что «пуля не проваливается сквозь отверстие, но подняться на камень.»Но у него все еще есть надежда, что такое устройство можно заставить работать:
Так что ни один из всех этих магнитных экспериментов, которые до сих пор не проводились, обнаружены, достаточны для создания вечного двигателя, хотя такие качества кажутся ему наиболее подходящими; и, возможно, в дальнейшем это может быть сделано из них.
Сэр Уильям Конгрив (1772-1829) был политиком и изобретателем.Его изобретения включали широко используемую военную ракету, процесс цветной печати и новую конструкцию парового двигателя. В 1827 году, выздоравливая от болезни, он изобрел вариант классической идеи вечного двигателя с наклонным самолетом и цепью, которая оказалась бесполезной, как показал Саймон Стевин. Конгрив использовал наклонную плоскость, три направляющих ролика и цепочку губок! Губки слева были тяжелыми, потому что они намокли. с водой из-за капиллярных эффектов, вызывая несбалансированную силу вниз.Их протащили через резервуар, а затем вверх по склону. Когда они поднимались по склону, веса двигаясь над ними, выжимали воду, делая губки легче.
| Губчатый ремень Конгрева вечный двигатель. | Сэр Уильям Конгрив (1772-1829) |
|---|
Описание этого появилось в Атласе (Лондон) и в этом отчете. был переиздан в журнале The Mechanic’s Magazine (Лондон), оба в 1827 году.Мы можем только догадываться, пытались ли некоторые это построить и были разочарованы, или был ли ни у кого, способного его построить, была хоть малейшая уверенность в том, что он сможет работа, поэтому не пробовал. Позже сэр Уильям опубликовал за свой счет брошюру, объясняющую и защищающую его веру в эту идею. Пока нет доказательств он когда-либо строил один, чтобы проверить. Интересно, почему, ведь он наверняка мог предоставляли материалы и могли нанять опытных механиков, чтобы построить такая относительно простая машина.
Литература и дополнительная литература:
Когда я впервые заинтересовался этой темой, большинство этих ссылок были редкими, трудно найти книги. Мне посчастливилось иметь их копии. Теперь [2012] многие из них доступны в виде бесплатных электронных книг. Другие доступны в дорогих переизданных изданиях. Теперь нет никаких оправданий тому, что любой подающий надежды изобретатель вечного двигателя игнорирует долгую историю этого предмета.
- Ангрист, Стэнли В.»Perpetual Motion Machines» в Scientific American , Январь 1968 г. Эта статья также в журнале Sci. Амер. переиздание книги.
- Ангрист, Стэнли В. и Лорен Г. Хеплер. Порядок и хаос . Базовые книги, 1967. [QC311.A5]
- Коллинз, Джон. Вечный двигатель: разгадана древняя тайна? Пермо Публикации, 1997, 2005. История Иоганна Бесслера, составленная из первоисточников.
- Диркс, Генри.(1806-1873) Вечный двигатель, или поиск собственных мотивов власть в 17-18 и 19 веках. Лондон, E. & F. Spon, 16. Баклерсбери, 1861 год. Роджерс энд Холл Ко., 1916 год.
- Диркс, Генри. (1806-1873) Вечный двигатель, или история поисков для двигательной силы с 13 по 19 века. Лондон, Э. и Ф. Спон, 48 Чаринг-Кросс, 1870 г.
- Диркс, Генри. (1806-1873) Напротив, научные исследования или практика С химерическими стремлениями на примере двух популярных лекций.I. Жизнь Эдварда Сомерсета, второго маркиза Вустера, изобретателя парового двигателя. II. Химеры науки: астрология, алхимия, квадрат круга, вечный Mobile, Etc. London, E. & F. N. Spon, 48, Charing Cross, S. W. 1869.
- Гарднер, Мартин Причуды и заблуждения во имя науки. Dover, 1952, 1957. Это классика. В этой книге нет главы о вечном двигателе, но комментарии Гарднера о психологии псевдоученых и чудаков одинаково применимы ко многим вечным двигателям.Его комментарии о вечном двигателе см. В следующей ссылке.
- Гарднер, Мартин. Perpetual Motion: иллюзия и реальность , Foote Prints, (домашний журнал Foote Mineral Co., Экстон, Пенсильвания.) Vol. 47, No. 2, 1984, p. 21-35.
- Херринг, Дэниел Вебстер (1850-1938). Недостатки и заблуждения науки. Ван Ностранд, 1924 год.
- Хискокс, Гарднер Д., М.Е. Механические устройства и новинки строительства. Нормальный W. Henley Publ. Co., 1927 год. Глава 23, доступная в Интернете, представляет собой чудесный ресурс, содержащий около 60 вышедших из строя механических устройств с фотографиями. Имена изобретателей, даты и номера патентов обычно не приводятся, и в этом источнике не указываются причины, по которым устройства не работают. Преамбула Хискокса предполагает, что научные мнения разделились относительно возможности вечного двигателя. Но его описание многих из этих устройств показывает, что он не сомневается в их невозможности, и, кажется, он говорит: «Конечно, вы понимаете, почему они явно не работают, поэтому мне не нужно подробно объяснять.»Увы, что Это совсем не очевидно для многих изобретателей, даже сегодня, которые торгуют незначительными вариациями этих старых и дискредитированных идей, полностью уверенные в том, что они должны работать. Если вы только что изобрели, казалось бы, изумительный вечный двигатель, вам лучше взглянуть сюда, чтобы узнать, было ли это сделано раньше. Если да, можете быть уверены, что это не сработает.
- Ястров, Джозеф. История человеческой ошибки. D. Appleton-Century Company, 1936. Глава У.Ф. Г. Суонн. Книги для библиотек.
- Мур, Клара Блумфилд. Кили и его открытия. (Перепечатка издана с предисловием Лесли Шепарда, University Books, 1972 ?. Оригинальное издание, 1893 (?).) Миссис Мур была одной из самых верных сторонниц Кили. Объяснения Кили своих теорий были непонятны даже для тех, кто сочувствовал его работе, и эта книга предоставляет множество примеров этого.
- Орд-Хьюм, Артур У. Дж. Вечный двигатель. St Martins Press, 1978.Орд-Хьюм был инженером, который много писал об старинных часах и других механизмах. Но его бесцеремонные «опровержения» многих вечных двигателей банальны и вводят в заблуждение. Некоторым частям, особенно главе 6, трудно следовать. Но книга имеет то достоинство, что она до сих пор печатается в мягкой обложке, и как исторический обзор предмета стоит того, чтобы ею владели. Однако рисунки в репринтном издании Barnes and Noble воспроизводятся плохо. В нескольких интернет-источниках есть эта бесплатная электронная книга, но некоторые иллюстрации воспроизведены плохо.
- Фин, Джон. Семь безумств науки. Д. Ван Ностранд, 1906. Линейные рисунки воспроизведены очень четко, видимо, перерисованные из первоисточников. Объяснения часто не попадают в цель.
- В журнале Scientific American, 1884, есть ссылки на Дж. У. Кили, как правило, уничижительные и даже саркастические. 19 марта, с. 196. 5 апреля, с. 213. 11 окт., С. 230. Это бесплатно в Интернете.
- Веранс, Перси (Псевдоним!). Вечное движение. Специализированная компания по просвещению 20-го века., 1916. Это материал из Диркса. книги, переработанные и сжатые «для широкого читателя», и многие оригинальные иллюстрации. Очевидно, это розенкрейцерское издание из серии под названием: История, объяснение и пророчество, иллюстрированное . Предупреждение: хитрый псевдоним недавно присвоили несколько человек, не имеющих отношения к анонимному автору этой книги.
Читаемый отчет об истории Бесслера находится в:
- Гулд, Руперт. Странности, Книга необъяснимых фактов. 1928, 1944, 1964, Университетские книги 1965. Глава V, Колесо Орфирея.
Текст © 2007, 2012 Дональд Э. Симанек.
Вернитесь в главную галерею Музей неработающих устройств .
Вернитесь на главную страницу Дональда Симанека.
вечных двигателей — почему они не работают? | Деванш Миттал | Интуитивная физика
Примерно в 1159 году нашей эры математик по имени Бхаскара Образованный набросал конструкцию колеса, содержащего изогнутые резервуары с ртутью.Он рассудил, что по мере вращения колес ртуть будет стекать на дно каждого резервуара, в результате чего одна сторона колеса всегда тяжелее другой. Из-за дисбаланса колесо будет вращаться вечно. Рисунок Бхаскары был одним из первых проектов вечного двигателя, устройства, которое может работать бесконечно без какого-либо внешнего источника энергии. Представьте себе ветряную мельницу, которая производит ветер, необходимый для вращения. Или лампочка, свечение которой дает собственное электричество. Эти устройства захватили воображение многих изобретателей, потому что они могут изменить наши отношения с энергией.Например, если бы вы могли построить вечный двигатель, который включал бы людей в свою совершенно эффективную систему, он мог бы поддерживать жизнь бесконечно. Есть только одна проблема. Они не работают.
Идеи вечных двигателей нарушают один или несколько фундаментальных законов термодинамики, раздела физики, который описывает взаимосвязь между различными формами энергии.
Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена.Вы не можете получить больше энергии, чем вложили. Это сразу исключает полезный вечный двигатель, потому что машина может производить ровно столько энергии, сколько потребляет. Не осталось бы никаких остатков для питания автомобиля или зарядки телефона.
Но что, если вы просто хотите, чтобы машина продолжала двигаться? Изобретатели предложили множество идей. Ни один из них не работает.
Даже если бы инженеры могли каким-то образом спроектировать машину, которая не нарушала бы первый закон термодинамики, она все равно не работала бы в реальном мире из-за второго закона термодинамики .Второй закон термодинамики говорит нам, что энергия имеет тенденцию распространяться посредством таких процессов, как трение. Любая настоящая машина будет иметь движущиеся части или взаимодействия с воздухом или молекулами жидкости, которые будут генерировать крошечные количества трения и тепла даже в вакууме. Это тепло — это уходящая энергия, и она будет продолжать вытягиваться, уменьшая энергию, доступную для перемещения самой системы, до тех пор, пока машина не остановится.
Различные виды машин с вечным двигателем можно разделить на следующие категории, и здесь мы видим, почему они обречены на провал с учетом нашего нынешнего понимания науки.
- Вечный двигатель первого типа производит работу без затрат энергии. Таким образом, это нарушает первый закон термодинамики: закон сохранения энергии.
- Вечный двигатель второго типа — это машина, которая самопроизвольно преобразует тепловую энергию в механическую работу. Когда тепловая энергия эквивалентна проделанной работе, это не нарушает закон сохранения энергии. Однако это действительно нарушает более тонкий второй закон термодинамики (см. Также энтропию).Отличительной чертой вечного двигателя второго типа является то, что в нем задействован только один резервуар тепла, который самопроизвольно охлаждается без передачи тепла в более холодный резервуар. Это преобразование тепла в полезную работу без каких-либо побочных эффектов невозможно согласно второму закону термодинамики.
- Вечный двигатель третьего типа обычно (но не всегда) определяется как двигатель, который полностью исключает трение и другие диссипативные силы, чтобы поддерживать движение вечно (из-за своей инерции массы).Такая машина должна удовлетворять как минимум трем следующим характеристикам.
Машина не должна иметь «трущихся» частей: Любая движущаяся часть не должна касаться других частей. Это из-за трения, которое может возникнуть между ними. Это трение в конечном итоге приведет к тому, что машина потеряет энергию на нагрев.
Машина должна работать в вакууме (без воздуха): Причина этого связана с причиной, указанной под номером один. Работа машины в любом месте приведет к потере энергии машиной из-за трения между движущимися частями и воздухом.Хотя энергия, теряемая из-за трения воздуха, очень мала, помните, что мы говорим здесь о вечных двигателях, если есть механизм потерь, в конечном итоге машина все равно потеряет свою энергию и остановится (даже если это займет много времени, много времени).
Машина не должна издавать никаких звуков: a Звук также является формой энергии; если машина издает какой-либо звук, это означает, что она также теряет энергию.
Невозможно создать такую машину, поскольку в механической системе никогда нельзя полностью исключить рассеивание энергии, независимо от того, насколько близка система к этому идеалу.
До сих пор эти два закона термодинамики ставили в тупик любую идею вечного двигателя и мечты об совершенно эффективном производстве энергии, которые они подразумевают. Тем не менее, трудно однозначно сказать, что мы никогда не откроем вечный двигатель, потому что мы еще так многого не понимаем о Вселенной. Возможно, мы найдем новые экзотические формы материи, которые заставят нас пересмотреть законы термодинамики. Или, может быть, существует вечное движение в крошечных квантовых масштабах. В чем мы можем быть достаточно уверены, так это в том, что мы никогда не перестанем искать.На данный момент единственное, что кажется поистине вечным, — это наши поиски.
Ниже приведены некоторые популярные предложения для вечных двигателей, которые на первый взгляд могут показаться убедительными, но при детальном анализе они противоречат по крайней мере одному из законов термодинамики.
Существуют концепции и технические проекты, которые предлагают «вечное движение», но при более тщательном анализе выясняется, что они фактически «потребляют» какой-то природный ресурс или скрытую энергию, например, фазовые изменения воды или других жидкостей или небольшие естественные температурные градиенты, или просто не могут выдерживать неопределенное время работы.В общем, распаковка с этих устройств невозможна.
Вот некоторые примеры таких устройств:
- Игрушка для питьевой птицы работает с использованием небольших градиентов температуры окружающей среды и испарения. Он работает до тех пор, пока вся вода не испарится.
- Водяной насос с капиллярным действием работает при небольших градиентах температуры окружающей среды и перепадах давления пара. В случае «капиллярной чаши» считалось, что капиллярное действие будет удерживать воду, протекающую в трубке, но поскольку сила сцепления, которая втягивает жидкость вверх по трубке в первую очередь, удерживает каплю от попадания в чашу, поток не вечен.
- Радиометр Крукса состоит из стеклянного контейнера с частичным вакуумом с легким пропеллером, который перемещается (индуцируемыми светом) температурными градиентами.
- Любое устройство, получающее минимальное количество энергии от естественного электромагнитного излучения вокруг него, например двигатель на солнечной энергии.
- Любое устройство, приводимое в действие изменениями давления воздуха, например некоторые часы (часы Кокса, часы Beverly Clock). Движение высасывает энергию из движущегося воздуха, который, в свою очередь, получает энергию от воздействия.
- Часы Atmos используют изменение давления паров хлористого этила в зависимости от температуры для завода часовой пружины.
- Устройство, работающее на радиоактивном распаде изотопа с относительно большим периодом полураспада; такое устройство могло работать сотни или тысячи лет.
- Oxford Electric Bell и Karpen Pile, приводимые в движение батареями с сухими сваями.
- В аккумуляторе энергии маховика «современные маховики могут иметь время выбега при нулевой нагрузке, измеряемое годами».
- После раскрутки объекты в космическом вакууме — звезды, черные дыры, планеты, луны, спутники со стабилизированным вращением и т. Д. — очень медленно рассеивают энергию, позволяя им вращаться в течение длительного времени. Приливы на Земле рассеивают гравитационную энергию системы Луна / Земля со средней скоростью около 3,75 тераватт.
- В некоторых квантово-механических системах (таких как сверхтекучесть и сверхпроводимость) возможно движение с очень низким коэффициентом трения. Однако движение прекращается, когда система достигает состояния равновесия (например,грамм. весь жидкий гелий поступает на один и тот же уровень.) Точно так же эффекты, которые, казалось бы, обращают энтропию, такие как сверхтекучие жидкости, поднимающиеся по стенкам контейнеров, действуют за счет обычного капиллярного действия.
В некоторых случаях мысленный эксперимент, кажется, предполагает, что вечное движение возможно благодаря принятым и понятным физическим процессам. Однако во всех случаях ошибка обнаруживается, когда учитывается вся соответствующая физика. Примеры включают:
- Демон Максвелла: Первоначально это было предложено, чтобы показать, что Второй закон термодинамики применяется только в статистическом смысле, постулируя «демона», который может отбирать энергичные молекулы и извлекать их энергию.Последующий анализ (и эксперимент) показали, что физически невозможно реализовать такую систему, которая не приводила бы к общему увеличению энтропии.
- Броуновская трещотка: В этом мысленном эксперименте мы представляем гребное колесо, соединенное с храповым механизмом. Броуновское движение заставило бы окружающие молекулы газа столкнуться с лопастями, но храповик позволил бы им повернуться только в одном направлении. Более тщательный анализ показал, что, когда физический храповик рассматривался в этом молекулярном масштабе, броуновское движение также влияло на храповик и приводило к его случайному отказу, не приводящему к чистому выигрышу.Таким образом, устройство не нарушит законы термодинамики.
- Энергия вакуума и энергия нулевой точки: для объяснения таких эффектов, как виртуальные частицы и эффект Казимира, многие формулировки квантовой физики включают фоновую энергию, которая пронизывает пустое пространство, известную как вакуум или энергия нулевой точки. Способность использовать энергию нулевой точки для полезной работы считается в целом научным сообществом псевдонаукой. Изобретатели предложили различные методы извлечения полезной работы из нулевой энергии, но ни один из них не был признан жизнеспособным, никакие утверждения об извлечении нулевой энергии никогда не подтверждались научным сообществом, и нет никаких доказательств того, что нулевой уровень энергии Точечная энергия может быть использована с нарушением закона сохранения энергии.
Список литературы
1. Почему вечные двигатели никогда не работают? — Нетта Шрамм
2. Объяснение науки: физика вечных двигателей
3. Вечное движение.
вечных двигателей: построим ли мы когда-нибудь настоящий?
Вечный двигатель. Они чистая научная фантастика? Или мы действительно сможем его построить?
Раньше было много заявлений о таких устройствах, и все они, мягко говоря, не соответствовали рекламе.Но могут ли наши нынешние знания физики и Вселенной открыть реальные возможности создания вечного двигателя в будущем?
Давайте выясним.
СВЯЗАННЫЕ С: 9 ОБЪЕКТОВ, ИЗОБРЕТЕННЫХ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ФИЗИКИ
Что такое вечный двигатель?
Машины такого типа движутся постоянно, то есть никогда не останавливаются. Если бы вы могли создать его сегодня, заставить его двигаться и оставить в покое, он должен продолжать двигаться до конца дней, он же «Большой Заморозок».
«Большое замораживание» — это теоретический конец всего, когда Вселенная расширилась до такой степени, что достигла состояния нулевой термодинамической свободной энергии.
В этот момент космос не сможет поддерживать движение, и, как правило, все будет мертвым. Космос и все, что в нем, достигнет абсолютного нуля.
Это будет время вечной, бесконечной, абсолютной тьмы. Приятно знать, но не теряйте из-за этого сон — это всего лишь около 100 триллионов лет или около того.Существует множество других теорий конца всего, но эта наиболее широко признана экспертами.
К счастью, к этому моменту наш вид и все живое во Вселенной, вероятно, вымрут.
Вечный двигатель: «Змеиное масло в физике»
Вы, вероятно, найдете много проектов в Интернете, претендующих на то, что они являются рабочими прототипами или доказательствами вечного двигателя. Некоторые из этих конструкций действительно выглядят убедительно при первоначальном осмотре. Вы, вероятно, могли бы разработать дизайн самостоятельно, и если бы его можно было спроектировать, он мог бы двигаться все время.
Если бы можно было создать настоящий вечный двигатель, это имело бы огромные последствия. Они могли бы обеспечить вечный источник энергии всего за плату, в первую очередь, на постройку машины — не так уж и плохо.
К сожалению, реальный мир и фундаментальные законы физики имеют другие идеи для вечных двигателей. Они по определению невозможны.
По крайней мере, с учетом имеющихся у нас знаний по физике. Возможно, в будущем появятся новые области знаний и перевернут наши нынешние представления о физике, но это маловероятно.
В конце концов, вы никогда не узнаете того, чего не знаете.
Но давайте просто предположим, что вечные двигатели не невозможны, и рассмотрим некоторые возможные примеры и то, как они теоретически могут работать.
Камень вечного двигателя не собирает мха
Мы уверены, что вы знакомы с первым законом термодинамики. Это закон сохранения энергии.
Это означает, что энергия всегда сохраняется и не может быть создана или уничтожена, хотя вы можете изменить ее форму.Однако для того, чтобы машина продолжала движение, подводимая к системе энергия должна оставаться внутри системы без каких-либо потерь. Уже сам по себе этот факт ставит под вопрос идею вечных двигателей.
Источник: schnaars / FlickrНастоящий вечный двигатель должен соответствовать следующему:
1. Необходимо исключить трение — Не должно быть трения между движущимися частями. Трение лишит машину энергии, которая будет потеряна в виде тепла или света, если он станет достаточно горячим.Вы можете сделать поверхности деталей как можно более гладкими, но все равно останутся микроскопические дефекты, которые вызовут трение. Всякий раз, когда две части трутся друг о друга, будет выделяться тепло. Согласно законам термодинамики кинетическая энергия преобразуется в тепловую и теряется в системе. Не круто, не каламбур, для предлагаемого вечного двигателя.
2. Машина должна работать в вакууме, т.е. без воздуха — Воздух, как и другие движущиеся части, будет тереться о движущуюся машину, создавая трение, что приводит к небольшой, но важной потере энергии в машине.Со временем, даже если бы это было единственное трение, машина потеряла бы всю свою кинетическую энергию из-за этого трения. Это займет много времени, но машина остановится задолго до конца дней.
3. Машина должна быть бесшумной, абсолютно бесшумной — Любое воспроизведение звука — это также потеря энергии в системе. Это, как и два других пункта выше, в конечном итоге лишит машину ее кинетической энергии.
Узрите чудо вечного двигателя
Даже с учетом предполагаемой неспособности вечного двигателя нарушить законы физики, это не остановило амбициозных изобретателей от попыток достичь этого.
Онлайн-музей Симанека представляет некоторые из первых машин, разработанных индийским математиком и астрономом Бхаскарой в 12 веке. Конструкция одной машины была такой, что она, предположительно, продолжала вращаться бесконечно из-за дисбаланса, создаваемого контейнерами с ртутью вокруг ее обода. Другие примеры попыток создания вечного двигателя включают ветряные мельницы 16-го века, сифоны 17-го века и некоторые конструкции водяного колеса.
Следует отметить, что некоторые вечные двигатели были созданы искренне в духе любопытства и науки.Другие, с другой стороны, были прямыми попытками обмана с целью получения денежной выгоды.
Вероятно, самая известная мистификация — это мистификация Чарльза Редхеффера 1812 года. Мы обсудим это более подробно позже.
Америка девятнадцатого века, как и многие другие места, была лучшим местом для подобных розыгрышей. В своей книге «Шутники: наносят вред в современном мире» Кимбрю МакЛеод рассказывает нам о многих людях, которые прошли путь от 1600-х годов до наших дней.
Источник: veproject1 / YouTubeВ то время как более скрупулезные искали истину с помощью научных методов, для других способ зарабатывать деньги лежал в псевдонауке.
Примеры вечных двигателей
Здесь мы рассмотрим некоторые из наиболее интересных примеров предложенных вечных двигателей в истории. Некоторые из них являются мистификациями, а другие — подлинными попытками создать эти фантастические машины.
Этот список далеко не исчерпывающий и в нем нет определенного порядка.
1. Так называемая «мистификация Редхеффера» была интересным предложением.
Источник: Чарльз Редхеффер / Викимедиа
Филадельфия и Нью-Йорк были очарованы мистеромВечный двигатель Редхеффера, когда он был представлен в 1812 году. Его демонстрационные показы принесли ему тысячи долларов, огромную сумму денег в то время. Эта история подробно описана в книге W.J.D Ord-Hume «Perpetual Motion: The History of an Obsession».
Согласно Орд-Хьюму, историки очень мало знают об истории Редхеффера до обмана. Впервые он появился на сцене в 1812 году, открыв дом возле реки Шуйлкилл, чтобы продемонстрировать свою чудо-машину. Редхеффер утверждал, что «габбины» машины могут двигаться вечно, даже если к ним никто не прикасался или не помогал.
Машина якобы работала по «предполагаемому принципу вечного движения за счет непрерывной нисходящей силы на наклонной плоскости». Это создаст непрерывную горизонтальную составляющую силы. Редхеффер, согласно Орд-Хьюму, сконструировал машину, которая работала через маятник, приводимый в движение гравитацией, с большой горизонтальной шестерней внизу.
Это сцеплено с другой шестерней меньшего размера. Эти сдвоенные шестерни и связанный с ними вал вращались отдельно. На большую шестерню были помещены две аппарели, а на пандусах также были грузы.Эти грузы оттолкнули большую шестерню от вала. Возникающее в результате трение заставит шестерню и вал вращаться.
Эта прядильная машина будет приводить в действие меньшую шестерню, если снять грузы, машина остановится. Редхеффер был настолько доволен своей машиной, что лоббировал в штате Пенсильвания создание более крупной машины. Государство, как оказалось, весьма разумно направило двух инспекторов для расследования потенциальных инвестиций.
Современное фото «мистификации Редхеффера». Источник: marc-yeatsИменно здесь начал разворачиваться заговор Редхеффера.
Когда инспекторы прибыли, они обнаружили машину в запертой комнате, которую можно было увидеть только через окно. Один из инспекторов, Натан Селлер, также взял с собой своего сына.
Сын инспектора заметил, что шестерни в машине работают не так, как заявлено. Винтики и шестерни оказались изношенными не с той стороны. Это означало бы, что вал, грузы и шестерня не приводили в движение меньшую шестерню в сторону.На самом деле казалось, что все наоборот.
Натан поверил своему сыну и решил, что машина была подделкой. Вместо того, чтобы предать гласности свою догадку, он нанял Исайю Люкенса, местного инженера, для создания собственной версии машины. Его задача заключалась в том, чтобы он выглядел и «работал», как и предполагалось Редхефферу. Люкенс успешно сконструировал подобное устройство с, казалось бы, прочным основанием и квадратным стеклом вверху. Устройство имело четыре деревянных наконечника, которые должны были быть декоративными поверх стекла, прикрепленного к деревянным столбам.
Люкенс поставил на базу заводной мотор. Один из этих наконечников был на самом деле заводным устройством. Он мог обеспечивать питание двигателя в течение всего дня. Этот двигатель вращал вал и, таким образом, приводил в действие шестерни. Люкенс показал Редхефферу реплику машины, который был так поражен ее работой, что предложил деньги, чтобы узнать, как она работает. Селлерс и Люкенс позволили новостям об обмане распространиться, а не столкнулись с Редхеффером на месте.
Машину разоблачили во второй раз, после чего толпа почувствовала запах крови.Осознав это, толпа взорвалась и уничтожила работу Редхеффера. Редхеффер, по понятным причинам, быстро ушел, и больше его никто не видел. Вот модель в действии, хотя она немного изменена по сравнению с оригинальным дизайном. Эта машина и судьба Редхеффера — предупреждение истории о ложных заявлениях о создании вечного двигателя.
2. Устройство вечного двигателя епископа Джона Уилкинса
Епископ Джон Уилкинс, основатель и первый секретарь Британского королевского общества, составил книгу «Математическая магия».Его работа совпала с периодом истории, когда «магические искусства» были заменены научным методом в эпоху Просвещения. Эпоха, которую мы едва могли понять сейчас, поскольку мифология была заменена разумом.
Реконструкция вечного двигателя Вилкина. Источник: veproject1 / YouTubeВ начале 1600 года вышла книга Уильяма Гилберта «De Magnete». Читателям был предложен увлекательный отчет об экспериментах Гилберта с магнитными магнитами и введение в новую область магнетизма.
Это вызвало большой энтузиазм и интерес к экспериментам в этой развивающейся области. Однако многие неправильно поняли это загадочное явление. Иоганн Кеплер попытался применить теорию для объяснения движения планет, но позже проигнорировал ее.
Кеплер играл с идеей, что Солнце является огромным магнитом, поля которого влияют на орбиты планеты, но позже он отверг это представление. Антон Месмер думал, что, возможно, магниты влияют на человеческое тело, полагая, что они могут создавать магнетическое влияние внутри людей.Предполагается, что в работе Антона возникли фразы «животный магнетизм» и «месмеризм».
Уилкинс обсуждал сложность достижения вечного двигателя. Он считал устройство, которое Шотт часто приписывает Иоганну Тайсниеру. Это устройство состояло из двух наклонных аппарелей, железного шара и магнитного камня, прикрепленного к вершине. Магнит представлял собой большой кусок природного камня, заключенный в железный шар.
Епископ Джон Уилкинс. Источник: Королевское обществоМяч был поднят по рампе к магнитному камню, где он позже провалился через отверстие в сторону более низкой рампы.Отсюда он скатился через другую дыру обратно к прямому пандусу, где его снова подняли. Очевидно, что эта базовая концепция нуждалась в доработке и доработке.
Как сделать так, чтобы мяч не удерживался на рампе, например, магнитом? Сегодня нам было бы сложно понять, почему в то время к этому устройству относились серьезно. Даже сегодня эта базовая концепция по-прежнему используется в современных решениях с вечным двигателем, так называемых магнитных двигателях.
Wilkins рассмотрел устройство и предложил подробное обсуждение и практические трудности устройства.В его обсуждении главной трудностью было то, что мяч не упадет до самого нижнего пандуса, а будет удерживаться на месте магнитом. Возможно, он даже поднялся бы с нижней рампы.
Машина Уилкина — хороший пример того, как мы должны осознавать, что некоторые предложения могут предупреждать нас о тщетности этого квеста.
3. Некоторые утверждают, что «Пьющие птицы» — это вечные двигатели.
«Пьющие птицы», «попивая птицы» или «Ненасытные птицы», как бы вы их ни называли, — довольно интересные устройства.Поначалу это может показаться хорошим соперником, с его конструкцией, отличной от большинства «двигателей» с вечным двигателем.
Источник: Tammo S./FlickrЭти нахальные маленькие трюки для вечеринок имеют рычаг в форме птицы, который «берет» напиток, затем возвращается в вертикальное положение и так далее. Но как?
Базовая конструкция этих игрушек состоит из двух стеклянных колб, соединенных отрезком стеклянной трубки. Чуть более половины пространства внутри стеклянных колб и трубки заполнено жидкостью, обычно окрашенной в вакууме.Эта жидкость обычно представляет собой дихлорметан или метиленхлорид, который имеет очень низкую температуру кипения.
Голова обычно покрыта войлоком, который впитывает воду, когда она «пьет». Испарение этой воды снижает температуру головной части, вызывая конденсацию дихлорметана в головной части.
Это создает перепад давления в этой части аппарата в соответствии с законом идеального газа. Более высокое давление в хвостовой части выталкивает жидкость вверх по шее, что делает головную часть тяжелой.Затем «Питьевая птица» поворачивается, и голова касается жидкости. При этом хвостовая часть поднимается над поверхностью жидкости.
Давление выравнивается, когда пузырь «теплого» пара поднимается от головы к хвосту, вытесняя жидкость на своем пути. Это увеличивает вес хвоста, и птица возвращается в свое вертикальное положение, готовая к тому, что весь процесс начнется заново.
Источник: ads1067 / FlickrКрасиво, но это тип вечного двигателя? В конце концов, откуда берется энергия?
Ответ — температура окружающего воздуха.Следовательно, это не вечный двигатель, поскольку его работа полностью зависит от внешних источников энергии.
Этот пример учит нас всегда искать источник энергии, если он не очевиден сразу.
4. Печально известная «самонаполняющаяся колба»
Источник: veproject1 / YouTubeЭто устройство, изобретенное где-то в 17 веке известным химиком Робертом Бойлем, представляет собой очень интересную концепцию. Идея заключалась в том, что когда жидкость наливается в чашку, она течет через наматывающую трубку вверх через ручку и обратно в основную емкость.
При этом чашка должна продолжать опорожняться и наполняться до бесконечности .
Принцип, лежащий в основе чаши, на самом деле довольно прост: вес жидкости в сосуде значительно превышает вес жидкости, содержащейся в горловине сосуда, что приводит к разнице давлений, которая заставляет воду подниматься вверх. горловина сосуда.
Этот должен заставлять жидкость течь, чтобы компенсировать разницу в весе (иначе.гидростатическое давление). Если этой компенсации достаточно для подъема жидкости от горловины к верхней зоне, где заканчивается труба, система приобретает непрерывное поведение для компенсации разницы давлений.
К сожалению для г-на Бойля, теоретическая основа неверна, потому что она смешивает вес с давлением, и, следовательно, это никогда не сработает. Вернемся к чертежной доске, сэр!
5. «Радиометр Крукса», безусловно, был довольно убедителен.
Источник: Lamiot / Wikimedia CommonsЕще одно интересное предложение для устройства вечного двигателя, такого как «Радиометр Крукса».Это устройство состояло из небольшого устройства, похожего на ветряную мельницу, содержащегося в герметичной камере, находящейся в почти вакууме, которая, казалось, двигалась самостоятельно.
Его создатель утверждал, что эта маленькая ветряная мельница вовсе не мельница, а прототип «легкой мельницы». Этот феномен, разработанный другим химиком по имени Уильям Крукс, был обнаружен случайно, и он предположил, что световые фотоны толкают лопасти мельницы за счет радиационного давления (как и предсказывает теория электромагнетизма Максвелла).
Первый рабочий прототип он построил в 1873 году, к большому изумлению своих сверстников.
К сожалению, вывод Крука был неверным.
Более разумное объяснение пришло несколько лет спустя, когда Осборн Рейнольдс обнаружил, что световые фотоны нагревают молекулы газа на черных сторонах лопаток, которые затем ползут к краям и перетекают в молекулы более холодного газа на серебряных сторонах лопаток, таким образом поворачивая их.
«Чистое движение лопасти из-за касательных сил вокруг краев происходит от более теплого газа к более холодному газу, при этом газ проходит по краю в противоположном направлении», — пояснил Фил Гиббс из UC-Riverside.
Близко, но нет сигары.
Итак, сможем ли мы когда-нибудь построить настоящий вечный двигатель? Кажется, по крайней мере на данный момент, это маловероятно. Но мы уверены, что это не помешает многим начинающим изобретателям в будущем хотя бы попробовать.
Interesting Engineering является участником партнерской программы Amazon Services LLC и различных других партнерских программ, поэтому в этой статье могут быть партнерские ссылки на продукты. Нажимая ссылки и делая покупки на партнерских сайтах, вы не только получаете необходимые материалы, но и поддерживаете наш сайт.
Почему нет машин вечного движения
Почему нет машин вечного движенияВечный двигатель
См. Также:
Какие они
Мой учитель химии в старшей школе сказал нам, что есть три закона термодинамика: ничего не получить даром, нельзя выиграть, и ты должен проиграть. Первый закон гласит, что нельзя производить материю или энергия из ничего; они сохранены. Во втором указано количество энтропия во Вселенной может только увеличиваться.Третий отмечает, что существует трение, поэтому энтропия действительно увеличивается. ( Примечание 20 лет спустя: это совсем не то, о чем говорит третий закон. )
Вечный двигатель — это машины, которые должны не подчиняться один из законов термодинамики. Обычно это второй закон, который люди хотят сломаться, обращая поток энтропии вспять. Энтропия — это количество беспорядка во Вселенной. (Некоторые утверждают, что нарушают первое закон, они создают энергию из ничего. Я не рассматриваю их здесь.)
Почему нельзя создавать вечные двигатели
Второй закон термодинамики на самом деле не аксиома. Может быть выводится из других законов физики. Это приложение принцип ящика.
- Известные законы природы обратимы, то есть при наличии тока состояние предыдущее состояние определяется однозначно.
- Это означает, что если вы начнете с n возможных состояний, после любого количество времени у вас все еще будет n возможных состояний.
- Для каждого состояния, которое выглядит иначе, чем тепло, существует это миллион состояний, которые выглядят как жара.
- Следовательно, любой процесс будет отображать не более одного из миллиона тепловыделений. заявляет о том, что похоже на работу. И только за счет отображение равного количества рабочих состояний в тепловые состояния. Почти все время, когда тепло остается теплом. Вы не можете отобразить все тепловые состояния для работы заявляет, что они просто не подходят.
Однажды я видел опубликованное доказательство второго закона, основанное на квантовая механика.Вместо того чтобы спорить о n состояниях, он представлял множество возможных состояний как объем в 6-мерном пространстве (3 для пространство, 3 для скорости), и показал, что объем оставался постоянным со временем. (Гм, мне кажется, что опубликованное доказательство покрывает непрерывное пространство, в то время как мой набросок доказательства был более квантовым, но что я знаю.)
Это все еще позволяет создавать вечные двигатели — только не разработан. Если вам удастся построить такой, вы гарантированно будете невозможно объяснить это с помощью известных законов физики.
мусороперерабатывающих заводов
Но подождите. Любой, кто использует вечный двигатель, захочет сделайте что-нибудь с работой после того, как она была снята с огня. Если вы рассматриваете такую систему в целом, рабочие карты для тепловых карт, чтобы Работа. Количество возможных состояний не уменьшается.
Это говорит о том, что можно сделать машину, которая постоянно выполняет полезную работу, не требуя внешней энергии. Ключ к всегда знать, в каком состоянии вы находитесь, и убедиться, что полезные состояния всегда сопоставлять с полезными состояниями.Примером такой машины является квант компьютер.
максимальная универсальная энтропия
Вселенная — замкнутая система, и энтропия продолжает расти, так что в конечном итоге он достигнет максимальной энтропии и останется там, не так ли? Неправильный. Это постоянно расширяющаяся система, и максимум возможная энтропия продолжает расти по мере того, как объем Вселенной увеличивается. Дельта между текущей универсальной энтропией и максимумом универсальная энтропия продолжает расти. Ууу!
Как понять, почему конкретный дизайн не работает работа
Обычно вечный двигатель можно использовать для зажигания лампочка.Поместите его в закрытую систему, которая постоянно горит лампочка. Машина должна преобразовывать выделяемое тепло и свет. в электричество, чтобы лампочка продолжала работать.
Обычно есть вторая машина, которая выглядит так же, как первая. машина работает задним ходом. Обычно вы получаете это, останавливая все частицы и отправка их в обратном порядке. И обычно в эту секунду машина должна быть вечным двигателем по тем же причинам, что и первая машина.
Эта вторая машина — это вечный двигатель, но по очень странной причине.Лампочка непрерывно поглощает тепло и свет, превращающий его в электричество. И (вот важный часть), машина продолжает преобразовывать электричество в тепло и свет. Это то, что должно произойти? Нет? Ну разбери как это происходит, и вы поняли, почему первоначальный вечный двигатель машина не работает.
Некоторые конструкции вечных двигателей
Почему это не работает? (Я включаю решения. Скажите, если вы не хотите видеть решения.Я думаю, что решений больше интереснее, чем сами конструкции.)
- Катализирование эндотермической химической реакции . Предположим, у вас есть реакция AB + тепло <-> A + B, которая благоприятствует A + B. Такие реакции действительно существуют — например, растворение соли в воде. Находить катализатор этой реакции. Снижает энтропию, поэтому катализатор благоприятствует AB + тепло. Когда AB + выделяется тепло в растворе он снова распадается на A + B, поглощая тепло. У тебя есть тепло выделяется на катализаторе и поглощается остальной частью решение.Запустите термопару. (Март 2008 г. Мое предыдущее решение для почему это не сработает, было неправильно. Я сказал, что это прекратится, потому что катализатор не выделяет тепла, но я сказал, что катализатор благоприятствует A + B-> AB + тепло, значит, катализатор выделяет тепло. Также катализированный существуют реакции, которые поглощают и выделяют тепло, Google «эндотермический катализатор». Те катализируемые реакции, которые поглощают энергию необходимо снабжать энергией, например, лучистым теплом или какая-то другая реакция, или они остановятся.)
- Температура кипения .Заполните поршень газ высокого давления при температуре кипения. Позвольте ему адиабатически расширяться к низкому давлению. Температура газа не может упасть (он на своем точка кипения), поэтому он конденсируется в жидкость или твердое вещество. Что занимает до гораздо меньшего объема. Снова сожмите поршень (довольно легко; только неконденсированный газ теперь нужно сжимать). Дайте газу нагреться снова и испариться. Повторить. Это преобразует окружающее тепло в полезная работа. (Решение — температура кипения зависит от давления. градиент кривой давления / температуры для точки кипения равен тот, который запрещает этот вечный двигатель.»Стерлинг» Двигатель »- настоящий двигатель, работающий по аналогичному принципу.)
- Две металлические пластины . Есть две металлические пластины рядом друг с другом в вакууме в магнитном поле, с изолированным провод (идущий через лампочку) между ними, обе пластины сидит на большом большом изоляторе. Электроны естественно спрыгивают с обоих пластины, но из-за магнитного поля электроны с одной пластины падают на другой, а одни с другого падают на изолятор. Так у вас есть разность потенциалов, которая зажигает лампочку.(Решение — думайте о системе в целом. Изолятор со временем оборачивается вокруг, поэтому пластина A получает столько электронов, прыгающих с пластины B, сколько пластина B прыгает с пластины A.)
- Большое красное пятно Юпитера. Естественный результат Кориолиса воздействие на тела газа или жидкости заключается в том, что вихри в одном направлении имеют тенденцию расщепляться на более мелкие вихри, но вихри в другом направление имеют тенденцию сливаться в более крупные вихри. Раскрутите систему. Начиная с микроскопических вихрей в обоих направлениях (тепло), наблюдайте появляются макроскопические движения.Если система достаточно велика, вы получите стабильный самый большой вихрь, например большое красное пятно Юпитера. Установленный вверх ветряные мельницы. (Решение — маленькие вихри Юпитера возникают из-за тепла. дифференциалы из-за солнечного света и внутреннего плавления. Без лишних источник энергии, с которого у вас не будет маленьких завихрений для начала.)
- Зеркало эллиптическое . Сделайте зеркало, которое представляет собой целый эллипс. Рассмотрим фотон, проходящий через одну из фокусы. Поскольку это эллипс, он будет отражаться через другой фокус.Потом снова через первое и так далее. Примерно через 5 проходит, независимо от того, в каком направлении стартовал фотон, сейчас он путешествуя по большой оси. Вырежьте крошечное отверстие в зеркале на большая ось, большое отверстие вокруг малой оси, и пусть зеркало выровняется свет для вас, который вы можете использовать как квази-лазерный луч. (Решение — это работает только для света, который проходит точно через фокусы. Автомобильные фары работают по аналогичному принципу.)
- Приложите магнитное поле . Возьми любой объект, вообще любой объект.Поместите его в магнитное поле. Электроны и ядра некоторых атомов выровняются с полем, переворачивая их вращение (см. крутящий момент на цепи). Это снижает энтропию в атомах. Вращение сохраняется, поэтому объект в целом (или магнит) начнет вращаться. Случайные атомные спины были извлекается в макро-движение. (Решение — спин извлек это путь мал по сравнению с энергией, выделяемой при приложении магнитного поле.)
- Легкость и вес .Считайте дупло штанга. Поставьте на один конец тяжелый генератор. Покройте внутреннюю часть другой конец с зеркалами, и поставьте туда лампочку, генератор. Поставьте штангу в космос и запустите генератор. В Генератор имеет массу, он тяжелый, поэтому свет притягивает. Свет не имеет массы, поэтому не притягивает генератор. Но свет имеют импульс, и он отскакивает от штанги на стороне, ближайшей к генератор. Штанга в целом ускоряется в направлении генератор.Импульс не сохраняется. (Решение — гравитация — это функция релятивистской массы, а не массы покоя. Релятивистская масса равна м остальное / кв (1-в 2 / с 2 ). Для света, с нулевая масса покоя, вспомним e = mc 2 . M в этой формуле релятивистская масса.)
Несвязанные страницы на этом сайте:
Вечный двигатель Асы Джексона — Клинтон, Теннесси
Если у вас есть время и силы во время путешествия по Грейт-Смоки-Маунтинс, стоит заглянуть на сказочный 150-летний вечный двигатель Асы Джексона из Музея Аппалачей, даже если он не работал вечно, как предполагалось. .
Похоже, никто не знает, в чем корень первоначального стремления изобретателя Асы Джексона построить этот сложный аппарат в середине 1800-х годов или что заставляло его годами пытаться его усовершенствовать.Возможно, это было результатом необоснованного слуха о том, что федеральное правительство предлагало вознаграждение в 1 миллион долларов любому изобретателю, который нарушит законы физики; в других сообщениях говорится, что он предназначался для работы молотильных машин на семейной фабрике. В любом случае Джексон очень скрытно относился к своему творению, зайдя так далеко, что спрятал свою машину в пещере в Мерфрисборо во время Гражданской войны.
Поиск неуловимого вечного двигателя имеет бесконечную историю: первый официальный патент был выдан в Англии в 1635 году.Интерес правительства подогрел лихорадочные исследования, которые, казалось, достигли своего пика в США в конце 1800-х годов, несмотря на многочисленные публикации авторитетных научных организаций, настаивающих на том, что законы термодинамики не являются простыми предположениями. Патентное ведомство США, объявившее вечное движение «физически невозможным», должно было беспрепятственно отказать изобретателям, таким как Джексон, — позиция, которая, как ни странно, могла быть «опровергнута только выставкой работающей модели», согласно правительственной публикации. .
В 1918 году все было окончательно свернуто после того, как печально известный проект Гарабед (считавшийся долгожданным прорывом) оказался несостоятельным. Тщательная проверка со стороны научного сообщества и Конгресса США продемонстрировала, что изобретатель Гарабед Гирагосян просто не понимал разницы между мощностью и энергией. Это остановило всю отрасль, но, к счастью, несколько приверженцев, в том числе потомки Джексона, сохранили эти ранние автономные устройства для потомков.
Вечный двигатель Асы Джексона расположен в Зале славы Музея Аппалачей — огромного музея живой истории, битком набитого диковинками. На выставке представлены инструменты и игрушки, музыкальные инструменты, артефакты коренных американцев и некоторые из самых причудливых уловок к востоку от Миссисипи. Помимо Джексона, в Зале славы представлены экспонаты более чем 200 впечатляющих людей из горных регионов Теннесси, включая сержанта Йорка, Корделла Халла, Чета Аткинса и неподражаемого Еноха Хьюстона Уильямса.Прогуливаясь по обширной территории, вы обнаружите десятки старинных зданий, в том числе бревенчатую хижину родителей Марка Твена.
Музей и его вечный двигатель находятся всего в нескольких милях от Ок-Ридж, где расположен Национальный исторический парк «Манхэттенский проект», а также многочисленные правительственные и университетские исследовательские учреждения, включая лабораторию термоядерного синтеза.
Perpetual Motion Machines
где — изменение энтропии, — теплопередача, а T — температура, так что изменение энтропии всегда больше или равно нулю.Поскольку энтропия никогда не должна уменьшаться, второй закон термодинамики можно интерпретировать как индикатор направления течения времени. Другими словами, если мы измеряем энтропию или беспорядок системы в два разных момента времени, то время, в которое система находится в более сильном беспорядке , будет более поздним временем.
Есть много физических явлений, которые часто ошибочно называют нарушением Второго закона термодинамики, идеи о том, что беспорядок должен со временем нарастать. Жизнь на Земле, например, очевидна и часто упоминается.Эволюция от крошечных микробов (несколько упорядоченных) до сложных человеческих существ (очень упорядоченных) кажется ярким примером порядка, возникающего из хаоса. Однако второй закон термодинамики применим к закрытым системам. Это означает, что необходимо учитывать изменение энтропии каждого процесса, который привел к созданию жизни на Земле. Если сделать это, можно увидеть, что уменьшение энтропии, которое происходит вместе с формированием человека, сопровождается огромным увеличением энтропии из-за излучения энергии Солнца (наряду с другими увеличениями и уменьшениями).Таким образом, в результате баланса энтропии, или беспорядка, Вселенной фактически увеличивается.
Первый закон термодинамики — это закон «сохранения материи и энергии», который гласит, что материя и энергия не могут быть созданы или разрушены. В изолированной системе общая энергия постоянна. Любое изменение внутренней энергии замкнутой системы равно количеству тепла, подаваемого в систему, за вычетом количества работы, выполняемой системой с окружающей средой. Таким образом, законы термодинамики ограничивают эффективность теплового двигателя.Попросту говоря, КПД — это отношение полезной выходной энергии к общей входной энергии. Коэффициент полезного действия 1 означает, что вся энергия, вложенная в систему, выделяется как полезная энергия без потерь из-за отходов. Эффективность ограничена 1, то есть вы не можете получить больше энергии из закрытой системы, чем вы вложили.
Почему эти законы запрещают вечные двигатели?
Одним из самых больших препятствий, с которыми сталкивается любой движущийся объект, который хочет оставаться в движении, является трение.Когда два объекта соприкасаются, между ними возникает трение. Преодоление этой силы трения требует отказа от кинетической энергии. Таким образом, со временем, когда объект движется, он теряет всю свою кинетическую энергию, пытаясь преодолеть трение, и в конечном итоге становится неподвижным. Если бы объект имел бесконечные запасы энергии для того, чтобы оплачивать это трение и поддерживать свой путь движения неизменным, это нарушило бы как Первый, так и Второй законы термодинамики. Система без трения могла бы обойти это надоедливое препятствие трения.Люди предположили, что размещение вечного двигателя внутри вакуума приведет к созданию системы без трения. К сожалению, даже пылесосы никогда не бывают «идеальными», и всегда есть какое-то трение, которое в конечном итоге остановит движение.
Вторая большая и часто незаметно игнорируемая проблема, связанная с конструкцией вечного двигателя, заключается в том, что для того, чтобы она была полезной, мы должны уметь извлекать из нее работу. Бесполезно настраивать движение, которое продолжается вечно, если мы не можем использовать его для питания чего-либо, например двигателя.Передача энергии машиной описывается теплом, которое подводится к машине, и результирующей работой, которую она выполняет. Это дается формулой уравнения Первого закона термодинамики, приведенного ниже,
.где — изменение внутренней энергии, Q — теплопередача к системе от ее окружения, а -W — работа, выполняемая системой над ее окружением. Если бы вечный двигатель существовал, Q было бы равно нулю (без передачи тепла в систему), а W было бы растущим положительным числом, что привело бы к постоянно увеличивающемуся отрицательному или бесконечному извлечению внутренней энергии, что мы знаем из закона сохранения энергии должно быть конечным.
Многие попытки создания вечных двигателей были сосредоточены на использовании магнитов. Магниты могут влиять на движение объектов на некотором расстоянии, казалось бы, без ввода внешней энергии. Однако мистические и иногда противоречащие интуиции свойства магнетизма также регулируются теми же физическими законами, что и все остальное, включая Первый и Второй законы термодинамики. Почти всегда магнитный вечный двигатель состоит из некоторого изменения положения и геометрии статических и движущихся магнитов.Есть много примеров предполагаемых магнитных вечных двигателей , которые можно легко найти в Интернете. Каждого из них можно дискредитировать, если внимательно посмотреть на систему в целом. Если начальное движение создается толчком руки или падением под действием силы тяжести, это ввод энергии, который медленно, но верно рассеивается. Любой вечный двигатель остановится при добавлении нагрузки, необходимой для извлечения работы. Правительство США и Великобритании официально признает отсутствие вечных двигателей , автоматически отклоняя заявки на выдачу патентов на устройства, заявляющие, что они демонстрируют вечный двигатель, при этом патентное ведомство Великобритании заявляет, что «статьи или процессы, которые, как утверждается, работают явно противоречащим устоявшиеся законы физики «считаются не имеющими промышленного применения».
Было бы далеко идущими и разрушительными последствиями, если бы произошла разработка вечного двигателя и необходимое сопутствующее уничтожение Законов термодинамики. Как упоминалось ранее, стрелка времени перестанет иметь направление, с которым можно выровняться, а это означает, что время может двигаться вперед или назад или, возможно, вообще не в каком направлении. Вечный двигатель , который работает, был бы способен производить энергию из ничего, нарушая один из самых фундаментальных физических законов, закон сохранения энергии, открепляющий большую часть того, что мы знаем о Вселенной сегодня.Возможно, в довольно фантастическом представлении вечный двигатель мог работать задом наперед. Если это так, он будет постоянно высасывать энергию из Вселенной, превращая ее в ничто, пока нигде не останется энергии.
Вечный двигатель — Центр литературных изданий
О книге
- Автор: Пол Шербарт; Пер. Эндрю Джорон
- Автор отзыва: Питер Селгин
- Жанр: Документальная литература
- Издатель: Wakefield Press
- Опубликовано: 2011
- Страниц: 112
Рецензия на книгу
В этом видео, размещенном на YouTube, седобородый, в очках и довольно мудрый на вид норвежец демонстрирует тщательно продуманное устройство Руба Голдберга, которое он изобрел — его мириады дисков, роторов, рычагов, фланцев, магнитов и т. Д. пружины, противовесы и противовесы — все они соединены или свисают с центральной цилиндрической направляющей, вокруг которой (по-видимому) вечно катится блестящий металлический шар.Это единственная raison d’étre, машины, которая позволяет этому маленькому шарику катиться: задача столь же простая, сколь и экстраординарная, поскольку она претендует на то, чтобы делать это без какого-либо источника энергии, кроме того, который генерируется самим вращающимся шариком. Короче говоря, это устройство — или утверждает, что это — современный вечный двигатель.
Норвежского мудреца зовут Рейдар Финсруд. Изначально он был скульптором и художником, но стремление Финсруда к вечному двигателю было — за неимением лучшего слова — хобби.Тем не менее, что касается хобби, он относится к этому очень серьезно, достаточно серьезно, чтобы держать свое устройство запертым в хранилище, которое дало бы ювелирам короны много ночей крепкого сна. Еще неизвестно, сделает ли он это, чтобы защитить свое детище от нарушителей патентов или чтобы защитники не обнаружили скрытый под его основанием электродвигатель.
Мечта о вечном двигателе, по крайней мере, так же стара, как Средневековье, с самой ранней известной конструкцией такой машины, приписываемой индийскому математику XII века Бхаскара, который задумал колесо с изогнутыми полыми спицами, наполненное ртутью, так что когда-то колесо приводилось в движение, тяжелая жидкость перетекала с одного конца каждой спицы на другой, заставляя колесо продолжать движение.Со времен колеса Бхаскары появилось бесчисленное множество других устройств, причем некоторые из самых способных умов в истории — от Леонардо да Винчи до Роберта Бойля и Николы Теслы — использовали его, несмотря на то, что такой инструмент нарушает как первое, так и вторые законы термодинамики: 1) закон сохранения энергии, который гласит, что общее количество энергии в замкнутой системе всегда остается постоянным, и 2) закон энтропии, который утверждает, что мера деградации энергии и материя во Вселенной никогда не уменьшается.Грубо упрощенно: 1) бесплатного обеда нет и 2) ничто хорошее не длится вечно.
Если и есть что-то вечное, так это упорство, с которым сторонники вечного двигателя (их называют «перпетс») пренебрегают общепринятой мудростью, приравнивая ее к тупоголовой теории и обширным теориям заговора. На небосклоне вечных чудаков и чокнутых ни одна звезда не сияет ярче, чем Поль Шербарт (1863-1915). Хотя он даже близко не подошел к изобретению вечного двигателя, Шербарт чертовски старался.Он записал свои многочисленные попытки и неудачи в книге, которую он назвал The Perpetual Motion Machine: The Story of an Invention , первоначально опубликованной в 1910 году и недавно переведенной на английский с немецкого Эндрю. Книга сама по себе является чем-то вроде чуда, которое вполне может закрепить репутацию ее автора — не как изобретателя невозможных машин, а как прото-дадаиста, предвосхищающего на девять лет художественное движение, которое дало нам Тристана Цара, Марселя Дюшана и других поборники непочтительности и вздора ради искусства.
Вечный двигатель (то есть книга) — скромное изобретение ( есть противоречие в терминах: скромная книга человека, решившего изобрести вечный двигатель). Английское издание составляет всего 112 страниц, и, как бы подчеркивая его скромность, издатели придали книге карманные размеры и непритязательно привлекательную синюю обложку. Что касается того, что находится внутри, Джорон характеризует это как запись от первого лица «двух с половиной лет истерики воображения.Книга, иллюстрированная непреднамеренно забавными перьями и чернилами изобретателя и свободно цитирующими его журналы в режиме реального времени, документирует серию личных неудач, приведших к глобальной катастрофе, которая стала Первой мировой войной.
Через четыре года после того, как история изобретения [Шербарта] была опубликована, Европа охватила Первая мировая война — первая промышленная война, повлекшая за собой массовую гибель пятнадцати миллионов человек. Шербарт, который, не колеблясь, объявил о своем пацифизме в разгар нарастания настроений.. . получил нервный срыв при известии о нарастающей бойне. Когда в 1915 году он потерял сознание и умер на руках своей жены, ходили слухи, что он умер от голода в знак протеста против войны.
Но «истерика продолжительностью два с половиной года», предшествующая этой катастрофе, изобилует насмешливым юмором и невинным оптимизмом неудержимого духа. Есть что-то милое в детстве в человеке, который, увлеченный своей наивной верой в науку и железной верой в человечество и будущее, пишет:
Кто-то однажды предложил выкопать в песках Сахары строки теоремы Пифагора в колоссальных масштабах, чтобы дать марсианам понятный знак.Возможно, теперь кто-то может подумать о создании линий перпетов (слово Шербарта для обозначения вечных двигателей) шириной в семь миль в качестве маяков через пустыню.
Но блестящий энтузиазм Шербарта постоянно подрывается безжалостной реальностью, что его машина не работает. Строчкой позже в той же записной книжке он пишет:
Как забавно, что такие строчки еще не реализованы — колесо c кажется мне все более и более сомнительным.
По определению, великое произведение искусства — это произведение, которое утверждает и живет своими собственными достоинствами.Пока он не изобретает свою собственную категорию, он сопротивляется классификации. Карлайл Sartor Resartus — такая работа; Книга Себальда «Кольца Сатурна» — более новая. И теперь небольшая книга Шербарта может быть добавлена в этот список избранных. Все эти книги не только новы (достаточно взглянуть на пантеон вечных двигателей, чтобы увидеть, что новизна не обязательно означает успех), но и потому, что они делают то, что должны делать великие произведения искусства: заставляют нас к противостоять незнакомым эмоциям.Читая книгу Шербарта, мы не совсем понимаем, как себя чувствовать. Должны ли мы смеяться над его бездарностью или оплакивать его наивность? Дергает ли автор нас за ногу или всерьез говорит о вечных двигателях? Читаем ли мы мемуары психа или хитрый научно-фантастический роман? Это философия или сатира? Или совсем другое?
Хотя он был архитектором, особенно интересовавшимся дизайном стекла, и хотя он писал романы, пьесы, стихи и критику, совсем не ясно, считал ли Шербарт свою книгу произведением искусства или что именно он намеревался издать. Это.Ясно лишь то, что он думал о своем «изобретении» — машине и книге о ней — как об одном и том же. На протяжении всей книги слова «машина» и «рассказ» используются как синонимы («Если из этого рассказа ничего не выйдет»). Это стирание границ между целевым объектом и произведением искусства — именно то, чего добился Дюшан, когда в 1917 году — через семь лет после того, как Шербарт опубликовал свои мемуары — представил фарфоровый писсуар с подписью «Р. Mutt »для выставки в Обществе независимых художников. Дюшан знал, что делал.Трудно сказать, знал ли Шербарт или нет, но то, что он преуспел, не подлежит сомнению.
Поскольку изобретение Шербарта и его книга — одно целое, мы остаемся с парадоксом: так же очевидно, как одно провалилось, другое — оглушительный успех, книга, которая в силу своей скромности и новизны, вероятно, будет жить дальше. если не на вечность, то на довольно долгое время.
Об обозревателе
Питер Селгин « Уроки утопления» получил премию Фланнери О’Коннор в 2007 году.Он также написал роман, две книги по художественной литературе. Его мемуары Признания левши, вошли в шорт-лист Премии Уильяма Сарояна. Он преподает в Антиохийском университете и является доцентом кафедры творческого письма в колледже и государственном университете Джорджии.
.