Як працює «вічний двигун» і приклади його конструкції

Вічний двигун це те, що неможливо навіть в теорії. Він суперечить сам собі.

Вічний двигун розбурхує уми вчених і винахідників всього світу. Зараз багато одержимі ним приблизно так само, як у свій час алхіміки були одержимі ідеєю отримання золота зі свинцю. Все із-за того, що він — вічний двигун — принесе багато користі не тільки в короткостроковій перспективі, але на далеке майбутнє. Головне розуміти, що вічний двигун це не зовсім те, що багато хто собі уявляє. Це куди більш просунута річ, але в той же час більш проста, ніж прийнято вважати. А ще є кілька концепцій такого двигуна. Давайте розберемося з деякими з них.

Можна запатентувати вічний двигун

Перш за все варто визначитися, що запатентувати вічний двигун неможливо. Тобто, якщо ви знайдете спосіб обдурити закони фізики, вам, звичайно, скажуть спасибі, але комерційних прав на свій винахід ви мати не будете. Максимум, і ви зможете розраховувати на всесвітню повагу. Якщо вас це влаштовує — варто постаратися і попрацювати в цьому напрямку.

Патенти на вічний двигун перестали розглядатися дуже давно. Наприклад, Патентне відомство США не приймає такі заявки вже більше ста років, а Паризька академія наук з 1775 року не розглядає проекти таких двигунів.

Що таке вічний двигун

Якщо говорити про те, що таке взагалі вічний двигун, то всі основні визначення зводяться до того, що це уявне пристрій, яке працює необмежено довго. А найголовніше, у нього повинен бути ККД понад 100%. Тобто кількість видаваної ним енергії повинно бути більше, ніж та, яку він споживає для роботи. Це вічний двигун першого роду.

Є ще поняття вічний двигун другого роду. Такий механізм повинен отримувати тепло від одного резервуара і повністю перетворювати його в роботу. Такий тип вічного двигуна неможливий за визначенням, так як це суперечить першому і другому законам термодинаміки.

Може здатися, що космос в деякому роді можна назвати системою вічного двигуна, але це теж не так. Світила рано чи пізно згаснуть, а планети, супутники і галактики, які тільки здаються вічними. Насправді вони поступово розсіюють свою кінетичну енергію за рахунок опору сонячного вітру, тяжіння інших об'єктів, теплового випромінювання та навіть гравітаційних хвиль.

Ця штука мільярди років крутиться сама по собі, але вона не може вважатися вічним двигуном.

У космосі це майже непомітно, так як відстань і розміри тіл величезні, а сили опору мінімальні, але втрата енергії все одно є. Простіше кажучи, якщо дати нашій планеті нескінченну кількість часу обертання, виключивши зміни інших факторів, що рано чи пізно вона просто зупиниться. Насправді все трохи складніше і в реальності її притягне до Сонця, але суть ви зрозуміли.

Можна сказати, що двигун теж рано чи пізно зупиниться, якщо дати йому нескінченно багато часу (все одно ми не перевіримо), але саме для цього і є вимога, що вічний двигун повинен , ніж споживати. Навіть якщо він буде виробляти на мізерну частку відсотка більше енергії, ніж забере, він сам зможе забезпечити себе паливом".

Трохи гумору на тему вічного двигуна. Ось він!

Як зробити вічний двигун

У світі було зроблено безліч спроб зробити вічний двигун. Конструкції пропонувалися самі різні, але об'єднувало їх одне — всі вони не пройшли перевірку і не стали справжнім вічним двигуном. Хоча, на перший погляд може здатися, що деякі запропоновані нижче конструкції будуть працювати, але це помилка. Максимально близько до цієї концепції вічного двигуна може наблизитися конструкція магнітного двигуна.

Вічний двигун на магнітах

Конструкція вічного двигуна на магнітах може здатися простий і геніальний одночасно, але в ній є одне "але". Насамперед, магніт, навіть самий хороший, не може давати енергію нескінченно і його сила магнетизму з часом буде зменшуватися. В результаті, двигун просто перестане працювати. Хоча спочатку ідея дійсно не погана.

Ідея вічного двигуна стала активізуватися в умах винахідників з появою неодимових магнітів. Їх намагалися застосувати де завгодно, а Майкл Бреді навіть зробив двигун, який запатентував, хоч і не як вічний.

Такі речі трохи заворожують:

Суть в тому, що магніт притягує розташовані на обертовому колесі відповідні частини і проводить конструкцію в рух. Конструкція проста і нехитра, але навіть якщо не враховувати втрати від тертя або просто виключити їх, помістивши систему у вакуум, двигун все одно не буде вічним. Як раз із-за того, що .

Перший вічний двигун

У будь-якій справі хтось повинен бути першим. Піонер був і в "вечнодвигателестроении" — ним став індійський математик Бхаскара. Згадка вічного двигуна зустрічається в його рукописах, які датуються XII століттям.

У цих рукописахматематик описує механізм, який приводиться в рух за рахунок перетікання ртуті або іншої рідини всередині трубочок, які треба розмістити по окружності колеса. Конструкція виглядає перспективною з-за того, що рідина на одній стороні колеса завжди буде знаходитися далі від його центру.

Приблизно так виглядав концепт першого вічного двигуна.

В реальності така система не працює. Якщо зробити тільки дві трубочки на різних сторонах колеса, то його дійсно переважить, але коли їх багато, різне становище рідини в кожному все одно врівноважить систему і обертання не буде.

У Бхаскара були послідовники, які пропонували замість рідини використовувати змінюють своє положення вантажі. Звичайно, всі ці проекти були приречені на провал і поступово первісна ідея конструкції вічного двигуна змінювалася іншими.

Одна з варіацій на тему вічного двигуна Бхаскара.

Вічний двигун Архімеда

насправді сам Архімед не винаходив ніякого вічного двигуна. Він лише сформулював закон, згідно з яким і працює наступна система. З цим законом знайомий кожен, хто хоч раз кидав у воду м'яч, поплавок або інший надувний предмет.

Так як той, що важить менше, ніж вода, виштовхується їй, це теж можна використовувати в якості вічного двигуна і подібні концепти були. Наприклад, можна спробувати помістити в систему кульки, які будуть спливати з води .

У цій конструкції не враховано тільки те, що неможливо стримати выду в резервуарі, а якщо і можливо, то вона буде тиснути на вхідні поплавці з такою силою, яку не зможуть компенсувати спливаючі.

Проблема в тому, що в замкнутій системі "відпрацьовані" кульки треба знову занурювати у воду, а на це потрібно більше енергії, ніж з'являється при спливанні. Саме тому система майже моментально прийде в рівновагу і перестане рухатися. Якщо тільки не змусити рідина перебувати з одного боку, то утримати її без втрат буде неможливо. Якщо її постійно підливати, то такий механізм уже не буде відповідати основним вимогам, що пред'являються до вічного двигуна.

Вічний двигун на противагах

Ще одна система вічного двигуна передбачає використання зміщеної системи, в якій підвішені на ланцюг вантажі повинні тягнути за собою всю конструкцію.

Ось так має виглядати ця система і крутиться проти годинникової стрілки, але вона дуже швидко прийде в стан рівноваги.

Таку конструкцію запропонував нідерландський математик Сімон Стевіном. В ланцюжок повинні бути об'єднані 14 куль. Цей ланцюжок треба перекинути через трикутну призму. Згідно з задумом, з одного боку буде в два рази більше куль і вони будуть тягнути всю систему. При цьому кулі, які висять знизу, не беруть участь в процесі, так як врівноважені і не повинні заважати роботі на призмі.

Звучить здорово й логічно, але та частина системи, де куль в два рази більше, має більш пологу площину і складова сили тяжіння куль з цього боку буде менше. В результаті, система знову прийде в рівновагу і швидко зупиниться.

Це теж не вічний двигун, а просто іграшка, так як кінетична енергія буде губитися.

Чому неможливо створити вічний двигун

В першу чергу, створення вічного двигуна неможливо з-за того, що він порушує багато сформульовані і перевірені століттями (і тисячоліттями) закони фізики. Виробити в результаті руху більше енергії, ніж витрачено на приведення системи в рух, просто неможливо.

А що якщо так?

З іншого боку, багато що раніше вважалося неможливим. Раптом людство досі так і не змогло знайти фундаментальну помилку вчених минулого? Якщо ви хотіли спробувати — спробуйте! Якщо не хотіли займатися цим, але у вас є ідея, яку ви готові поділитися, то зробіть це в коментарях до статті.