Вечный двигатель

Известные «изобретатели» вечных двигателей

Проект вечного двигателя Орфиреуса

Литература

  • Вознесенский Н. Н. О машинах вечного движения . М., 1926.
  • Ихак-Рубинер Ф. Вечный двигатель . М., 1922.
  • Кирпичёв В. Л. Беседы по механике . М.: ГИТЛ, 1951.
  • Мах Э. Принцип сохранения работы: История и корень его . СПб., 1909.
  • Михал С. Вечный двигатель вчера и сегодня / Пер. с чеш. И. Е. Зино; Предисл. А. Т. Григорьяна.. - М .: Мир , 1984. - 256 с. - (В мире науки и техники). - 100 000 экз.
  • Орд-Хьюм А. Вечное движение. История одной навязчивой идеи . М.: Знание, 1980.
  • Перельман Я. И. Занимательная физика . Кн. 1 и 2. М.: Наука, 1979.
  • Петрунин Ю. Почему идея вечного двигателя не существовала в античности? // Петрунин Ю. Ю. Призрак Царьграда: неразрешимые задачи в русской и европейской культуре. - М.: КДУ, 2006, с. 75-82

Примечания

См. также

Литература

  • // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : В 86 томах (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.

Ссылки

Паровая машина Двигатель Стирлинга Пневматический двигатель
По виду рабочего тела
Газовые Газотурбинная установка Газотурбинная электростанция Газотурбинные двигатели‎
Паровые Парогазовая установка Конденсационная турбина
Гидравлические турбины‎ Пропеллерная турбина Гидротрансформатор
По конструктивным особенностям Осевая (аксиальная) турбина Центробежная турбина (радиальная, тангенциальная) Радиально-осевая турбина Поворотно-лопастная турбина Ковшовая турбина Пелтона (турбина Турго) Ротор Дарье Турбина Уэльса Турбина Тесла Турбина Франциса Сегнерово колесо
См. также: Вечный двигатель Мотор-редуктор Резиномотор

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :
  • Энцефалография
  • Теорема Нётер

Смотреть что такое "Вечный двигатель" в других словарях:

    ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Современная энциклопедия

    ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - (лат. perpetuum mobile перпетуум мобиле) 1) вечный двигатель 1 го рода воображаемая, непрерывно действующая машина, которая, будучи раз запущенной, совершала бы работу без получения энергии извне. Вечный двигатель 1 го рода противоречит закону… … Большой Энциклопедический словарь

    Вечный двигатель - (перпетуум мобиле), 1) вечный двигатель 1 го рода воображаемая непрерывно действующая машина, которая, будучи раз пущена в ход, совершала бы работу неограниченно долгое время без получения энергии извне. Вечный двигатель 1 го рода противоречит… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

    вечный двигатель - перпетуум мобиле Словарь русских синонимов. вечный двигатель сущ., кол во синонимов: 1 перпетуум мобиле (4) Словарь синонимов ASIS … Словарь синонимов

    ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, существует две теоретические формы вечного двигателя. В первой механизм работает бесконечно без притока ЭНЕРГИИ извне. Однако этот вид машины противоречит первому закону ТЕРМОДИНАМИКИ о сохранении энергии. Во второй модели… … Научно-технический энциклопедический словарь

    ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - (перпетуум мобиле) (лат. perpetuum mobile, букв. вечно движущееся), воображаемый двигатель, к рый, будучи раз пущен в ход, совершал бы работу неограниченно долгое время, не заимствуя энергию извне (так называемый В. д. 1 го рода). Идея В. д. 1 го … Физическая энциклопедия

    ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - (перпетуум мобиле) гипотетический двигатель, который якобы может производить полезную работу, не заимствуя энергии извне. В д. любого рода неосуществим … Большая политехническая энциклопедия

    вечный двигатель - (лат. perpetuum mobile перпетуум мобиле), 1) вечный двигатель 1 го рода воображаемая, непрерывно действующая машина, которая, будучи раз запущенной, совершала бы работу без получения энергии извне. Вечный двигатель 1 го рода противоречит закону … Энциклопедический словарь

    Вечный двигатель - перпетуум мобиле (лат. perpetuum mobile, буквально вечное движение), воображаемая машина, которая, будучи раз пущена в ход, совершала бы работу неограниченно долгое время, не заимствуя энергии извне. В. д. противоречит закону сохранения и … Большая советская энциклопедия

    вечный двигатель - amžinasis variklis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. perpetual motion machine; perpetuum mobile vok. Perpetuum mobile rus. вечный двигатель, m pranc. moteur à mouvement perpétuel, m; moteur perpétuel, m … Fizikos terminų žodynas Подробнее

Природная тепловая энергия накрепко отгорожена от практики нерушимым Законом сохранения энергии и пресловутыми Первым и Вторым началами термодинамики. Не буду затрагивать, Ломоносовское толкование, Закона сохранения энергии и материи: кстати, первое в мире: Оно гласит: «Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что если что-то к чему-либо присовокупиться, то столько же где-то убавиться ». Проще говоря, что положишь, то и возьмешь. И никакой прибавки! Это святое. А вот истинность Начал вызывает сомнения. Почему осмелился обозвать их пресловутыми? «Второе начало термодинамики» Рудольф Клаузиус , будучи последователем Сади Карно, сформулировал в 1850 году, когда современная физика была в зачаточном состоянии, и многие открытия еще впереди.

Однако второе Начало сразу стало классикой. Клаузиус исходит из того, что энергия преобразуется из одного вида в другой, с потерями, и, в конце концов, остаток тепла, безвозвратно рассеивается в окружающем пространстве. «Еще страшней, еще чуднее» : по его утверждению тепло нельзя преобразовать в механическую работу с коэффициентом близким к единице, и следовательно «Невозможен процесс, единственным результатом которого явилась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему». Более того, Клаузиус, вообще наложил «вето» на вечный двигатель. Не подвиг ли его на это кощунство Аристотель ? За несколько сотен лет до нашей эры он пришел к заключению, что «Непрерывное движение можно допустить только у небесных светил, а в подлунном мире оно немыслимо» .

perpetual motion machine (с англ.- вечный двигатель)

Постулаты второго Начала поддержал великий ученый Уильям Томсон (лорд Кельвин). По его мнению «Невозможно производство работы за счет охлаждения и израсходования всей внутренней энергии системы. Заметим, что во всех случаях подразумевается закрытая изолированная система без теплообмена с окружающей средой. Но мы-то существуем в системе открытой, где запасы энергии неисчерпаемы. И почему обязательно надо использовать всю энергию? На первый случай, хватит даже малой ее толики. Сложнее не считаться с отрицанием возможности самопроизвольного перехода теплоты от тел более холодных к телам более нагретым. А, ведь именно, отсюда автоматически проистекает запрет на создание теплового вечного двигателя. Когда была создана статистическая термодинамика, основанная на молекулярных представлениях, во второе Начало внесли поправку. Оказывается «Переход тепла от холодного тела к более горячему в принципе возможен, но это уничтожающе маловероятное событие.

А в природе реализуются наиболее вероятные события ». Что в лоб, что по лбу! Как бы в подтверждение этого тезиса пока никому не удалось сделать так, чтобы энергия от более холодного тела перешла к более горячему. А ведь вечному двигателю необходимо, чтобы при этом он еще совершал работу. Не сочтите это заявление «Наполеоновским». Но осмелюсь предположить, что мне это удалось. Свой первый вечный двигатель, естественно, неработоспособный, придумал еще в 1934 году, когда учился в 6 классе украинской школы в г. Прилуки. Вернулся к этому увлечению через полсотни лет, при несколько необычных обстоятельствах. В августе 1986 г. проректор Университета Дружбы народов им. Патриса Лумумбы В. Шкадиков предложил мне провести изобретательский семинар с группой студентов. Но между мной и десятком «добровольцев» — выходцев из стран Африки оказалось трудно преодолимое препятствие – полное языковое непонимание. А переводчица была далека от техники, и ни в чем помочь не могла. Но общение состоялось.

В виде разминки я предложил молодым людям создать увлажнитель воздуха. Эта тема их заинтересовала. Конечно, мы побывали в нескольких магазинах бытовой техники, посмотрели увлажнители самых разных типов.Все они были с электроприводом. Изобретать на этой основе неинтересно. А что, если использовать идею Иоганна Сигнера , предложил я. Он создал первую в мире гидравлическую турбину — Сегнерово колесо . Оно расположено в горизонтальной плоскости, а вместо спиц — трубки с изогнутыми концами. Вытекающая из них жидкость обладает реактивной силой и приводит колесо во вращение. Но в нашем случае это был бы не увлажнитель, а «затопитель» помещения.

Мы же решили создать увлажнитель воздуха испарительного типа. Такого в магазинах мы не нашли. Устроили нечто, вроде соревнования идей. Самым простым и основополагающим было предложение сохранить колесо, но повернуть его на 90 градусов и «посадить» на горизонтальную ось. Колесо выполнить из отдельных сектров, как в древнеиндийском вечном двигателе . Таким образом, испаряющая поверхность оказалась в вертикальной плоскости. Другими деталями увлажнитель обрастал, как снежная баба»: трубки заменили изолированными друг от друга секторами. Обтянули их хлопчатобумажной тканью, и вместо изогнутых колен приладили к секторам отростки. Еще раз все обсудили, сделали чертежи и изготовили модель.

В таком «звании» 1 октября 1988 года его внесли в Государственный реестр изобретений под номером 1455040. Конструктивно двигатель не сложный: на горизонтальной оси вращается диск – ротор, состоящий из 6 изолированных друг от друга секторов, обтянутых хлопчатобумажной тканью.По мере насыщения влагой самого нижнего сектора, равновесие ротора нарушается, и в силу дисбаланса система приходит во вращение. На смену выходящему из воды сектору приходит соседний, и вращение становится непрерывным. Таким образом, двигатель напрямую преобразует тепло окружающего воздуха в механическую работу. Иными словами происходит самопроизвольная концентрация тепловой энергии рассеянной в окружающей среде. Правда, в силу своей недостаточной компетентности, я не могу обосновать принцип действия двигателя: С одной стороны поверхность ротора испаряет влагу, а посему охлаждается. Окружающий воздух, имея более высокую температуру, вправе на «законном» основании передавать тепло ротору. Это ясно, как Божий день. Но, с другой стороны, отдавая тепло, охлаждается и сам воздух.

Следовательно, отдавать тепло охлажденному ротору не имеет права. Явное противоречие. Как его разрешить? Автору этих строк — корреспонденту журнала «Изобретатель и рационализатор » посчастливилось общаться с Павлом Кондратьевичем Ощепковым , выдающимся ученым, и замечательным человеком.

Позволю себе вкратце рассказать об одной из встреч с Павлом Кондратьевичем, оставившей заметный след в моем сердце и в памяти. Где-то в конце 80-х годов прошлого века я как-то осмелился привезти к нему и показать в действии свой «вечный» (тепловой) двигатель. Павел Кондратьевич не счел его образцом типичной энергетической инверсии, ибо переход тепловой энергии в нем происходит при относительном равенстве теплового состояния окружающего воздуха и ротора двигателя. Однако, отметил: «Сам пример концентрации рассеянной энергии небезынтересен».

Всю свою жизнь, за исключением многих лет незаслуженных тюрем и лагерей, он посвятил становлению и изучению энергетической инверсии (концентрация и практическое использование рассеянной энергии природы),Ощепков также изобрел и довел до практики новое направление в науке и технике — интроскопию (внутривидение) и, главное, придумал, разработал и практически осуществил радиолокацию (системы и устройства для обнаружения удаленных объектов, в том числе самолетов) . Это одно из величайших изобретений современности, признанное во всем мире.

Его электровизоры выпускали серийно и они были приняты на вооружение в Красной Армии. В самом начале Великой Отечественной войны, точнее 21 июля 1941 года в 17.00 войска Противовоздушной обороны посредством устройств, изобретенных Ощепковым, на расстоянии 200 км от Москвы обнаружили в воздухе две сотни фашистских самолетов. По расчетам педантичных немецких вояк, эта армада должна была уничтожить город даже не до руин, а до пепла Помпеи. Ведь Москва в то время занимала небольшую территорию и вмещалась в пределы кольцевой железной дороги.

Предупрежденные защитники столицы успели привести в боевую готовность зенитную артиллерию, в воздух поднялись истребители, и в воздушном сражении потеряв два десятка самолетов, фашисты позорно повернули вспять. Столица и ее жители были спасены от неминуемой катастрофы. Не буду скрывать и скажу заранее: Основная цель этой публикации – инициировать представление П. К. Ощепкова на Нобелевскую премию (посмертно) . Он это заслужил. К сожалению, через несколько лет, в 1992 году Павел Кондратьевич неласковый к нему мир, покинул. Вечная ему память! Но вернемся к началу нашего разговора. Беседовать об изобретениях и не коснуться вечного двигателя столь же нелепо, как вести свадьбу без музыки. Хотя бы потому, что изобретатели вечного двигателя были, по существу первыми энергетиками, на столетия опередившими официальную науку, если не в знании, то в поиске новых источников энергии. Вечный двигатель, вот уже восемь столетий – неизлечимая болезнь и пугало всего человечества.

Гипотетически можно вообразить, что человечество разделилось на три «ордена» – те, которые, хоть единожды в жизни удивились проявлению мощных сил природы и задумались об их практическом использовании. Те, кто, пытался вечный двигатель построить, и, наконец, те, кто этому посвятил всю сознательную жизнь или немалую её часть. К счастью таких больных меньшинство. Но во все времена и народы рядом с создателями венного двигателя всегда были соглядатели и надзиратели, прямо или косвенно порицавшие и даже преследовавшие за это занятие. Отрицатели вечного двигателя активны и агрессивны. Они, есть и сейчас — и в чиновничьей среде, и в науке. И, что особенно опасно, они проникли в систему образования, И также порицают и препятствуют.

Причем это чудище, как выразился в свое время Василий Тредиаковский , «обло, озорно, огромно, стозевно и лайяй ». Беда еще в том, что классическая термодинамика объективна и основана на нерушимых законах природы. Её постулаты изложены в университетских учебниках исповедуются официальной наукой. Это непреложная истина, которую оспорить невозможно. Однако можно и нужно изменить ее понимание, трактовку и внести некоторые коррективы. Особенно в части вечного двигателя. Речь, конечно о тех, которые основаны на использовании энергии природы. Однако, этого ограничения придерживались далеко не все строители вечного двигателя. Вот уже восемь столетий это неизлечимая болезнь и пугало всего человечества.

Гипотетически всех обитателей планеты можно разделилось на три «ордена» Одни, хоть единожды в жизни удивились проявлению мощной дармовой природной энергии, происхождение которой не всегда очевидно. И подумали: «Бери — не хочу!». Независимо от результата, всегда, отрицательного, эта работа не была бесполезной. не будем забывать, что создатели вечного двигателя, по-существу были первыми энергетиками, на столетия опередившими официальную науку, если не в знании, то в поиске новых источников энергии.

Через эту школу изощренной мысли, виртуозного мастерства и самозабвенного труда прошли не только люди малообразованные и случайные. Попытки создания вечного двигателя не минули Леонардо да Винчи, Исаака Ньютона, Ивана Кулибина, Константина Циолковского и многих других великих и не столь заметных личностей. Их наследие бесценно и может служить наглядным примером сотворения конструкций принцип действия, которых применим и сейчас в самых разных областях техники. Причем, обратим внимание, многие «перпетомобилисты» вошли в историю техники, как создатели оригинальных и полезных машин и механизмов.

Надо ли говорить, что это не случайно, а в связи… Уместно сослаться на любопытное признание Леонардо да Винчи : «Как жаль, что умные люди тратят столько хороших сил на такие пустые попытки! Мне удалось создать свои машины только потому, что я понял безнадежность идеи вечного движения «. Как известно, в рукописях великого энциклопедиста немало непонятных недосказанных мыслей. Попробуем вникнуть в смысл последней фразы. Нет ли в ней особого подтекста? Не намекает ли да Винчи, что именно это увлечение способствовало успехам в его многообразном техническом творчестве? Дело в том, что построение вечного двигателя осуществимого или фантастического «невозможного» неизбежно связано со знанием техники, умением конструировать, способностью мысленно строить модели, и как бы «залезать в их нутро, чтобы виртуально «обкатывать» в действии.


Чертежи вечного двигателя Леонардо да Винчи

Это может быть присуще интеллектуальному человеку изначально или приобретается начинающему по ходу создания вечного двигателя. Я уверен, что тот, кто предпринимал попытки создать вечный двигатель, с большей вероятностью станет настоящим инженером, конструктором, изобретателем, чем тот, кто этим никогда не увлекался. Даже конструирование простых механизмов и, тем более, комбинирование их в более сложные — само по себе, невозможно без элементарных знаний механики и законов природы. Кроме того, это занятие развивает творческие способности, умение создавать в уме различные устройства и переносить их на бумагу или на другой носитель информации в понятном для других виде. Мораль «сей басни» такова: Давайте откроем дорогу вечному двигателю.Предоставим молодежи возможности для его создания, создателям. Будем в этом помогать и поощрять.

Может быть, даже включим в школьную программу «по физике» свободный соревновательный урок по этой тематике. Ну, хотя бы один раз в неделю или раз в месяц. Многосторонний положительный эффект от этого несомненно будет. «Это вы, батенька, хватили через край », скажет иной чиновник от образования. «Кому нужен вечный двигатель в нынешнее кризисное и хлопотное время ». А, вот и нужен, и полезен! В-первых, экономически, ибо он может послужить реальным техническим средством модернизации экономики и овладения энергией природы. И, что гораздо значимее – это действенный повод и стимул политехнического образования молодежи и воспитания инновационного мышления и действия.

А вы что думаете по этому поводу?

Written by

Василий

Художник, архитектор сознания, мыслитель постигающий новые горизонты информационного пространства

Согласно историческим записям, первым человеком, предложившим построить подобную машину был ученый, живший в 12 веке. Именно в это время начались Крестовые походы европейцев на Святую Землю. Развитие ремесла, хозяйства и техники потребовало разработки новых источников энергии. Популярность идеи вечного двигателя стала стремительно расти. Ученые пытались построить его, но их попытки не увенчались успехом.

Еще более популярной эта идея стала в 15-16 веках с развитием мануфактурного производства. Проекты вечного двигателя предлагались всеми, кому не лень: от простых ремесленников, мечтавших наладить свою небольшую фабрику, до крупных ученых. Леонардо да Винчи, Галилео Галилей и другие великие исследователи после многочисленных попыток создать вечный двигатель пришли к общему мнению, что это в принципе невозможно.

К такому же мнению пришли ученые, жившие в 19 веке. Среди них был Герман Гельмгольц и Джеймс Джоуль. Они независимо друг от друга сформулировали закон сохранения энергии, характеризующий протекание всех процессов во Вселенной.

Вечный двигатель первого рода

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

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

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

Вечный двигатель второго рода

Принцип работы вечного двигателя второго рода заключался в следующем: отнимать у океана энергию, понижая при этом его температуру. Это не противоречит закону сохранения энергии, но построение такого двигателя также невозможно.

Все дело в том, что это противоречит второму началу термодинамики. Оно заключается в том, что энергия от более холодного тела не может передаваться более горячему в общем случае. Вероятность такого события стремится к нулю, так как оно нерационально.

Перпетуум-мобиле был и золотым шаром, и колесом с ртутью, и часами с алмазами

Механик Иоганн Бесслер 12 ноября 1717 года продемонстрировал изобретенный им «вечный двигатель». Но и до этого момента люди пытались сконструировать аппарат, который будет работать сам по себе, не требуя энергии извне. В начале XIX века ученые открыли второй закон термодинамики, согласно которому создание вечного двигателя невозможно. Но даже это не останавливает энтузиастов, которые по сей день надеются на практике опровергнуть законы мироздания.Мнимый вечный двигатель с перекатывающимися шарами. С сайта ru.wikipedia.org

Колесо Бхаскары – «живая» ртуть
Одно из самых ранних упоминаний вечного двигателя в истории принадлежит индийскому поэту, математику и астроному Бхаскаре Ачарье и датируется 1150 годом. Механизм, описанный Бхаскарой, назван вечно вращающимся колесом. Изобретение ученого представляло собой несбалансированное колесо с наискосок прикрепленными к его ободу длинными узкими сосудами, до половины заполненными ртутью – своеобразными спицами.
По задумке Бхаскары, это не слишком сложное устройство должно было беспрестанно вращаться из-за простой разницы моментов сил тяжести, создаваемых жидким металлом, переливающимся в сосудах. При первом же повороте вечно вращающегося колеса – ртуть должна была начать перетекать по направлению движения, тем самым приводя весь механизм в состояние дисбаланса. И он, пытаясь достичь состояния покоя, продолжил бы непрерывно двигаться сам по себе.
С современными знаниями законов физики можно легко доказать, что подобное колесо не сможет вращаться не только вечно, но даже просто достаточно долго. И все же для своего времени это стало по-настоящему передовым открытием, которые будоражило умы на протяжении целых поколений. Идея колесообразного вечного двигателя стала настолько популярна, что с тех пор ее можно неоднократно встретить во многих трудах европейских, арабских и индийских инженеров.
А некоторые ученые так сильно верили в возможность создания вечного двигателя такого типа, что даже оптимистично проектировали для своих механизмов специальные тормоза на случай, если процесс безостановочного движения выйдет из-под контроля.
Индийский или арабский вечный двигатель с небольшими косо закреплёнными сосудами, частично наполненными ртутью. С сайта ru.wikipedia.org

Золотой шар Дреббеля
Одним из самых загадочных механизмов, претендовавших на звание вечного двигателя, была машина под названием «Перпетуум-мобиле» (от лат. perpetuum mobile – «вечно движущееся»). Впервые она увидела свет в 1604 году, когда известный алхимик и изобретатель Корнелиус Дреббель продемонстрировал ее при английском королевском дворе. После этого изобретатель и его изобретение объехали еще не менее десятка королевских резиденций и дворянских поместий по всей Европе.
Машина, привлекшая внимание многих, помогла своему создателю получить покровительство Букингемского дворца и стать первым придворным инженером при английском дворе. На службе у британской короны Дреббель, помимо прочего, изобрел микроскоп с линзами и первую в мире подводную лодку. И все же самым знаменитым его творением остался «Перпетуум-мобиле».
Эта загадочная машина напоминала хронометр, но, кроме времени, безошибочно показывала текущую фазу луны и точную дату. И к тому же совершенно не нуждалась в дополнительном заводе или подзарядке. В одном из писем от 1604 года устройство описывали как крупный золотой шар, окруженный прозрачной стеклянной трубкой, заполненной некой жидкостью. Золотые стрелки и отметины отслеживали время и фазы луны. Вся машина была богато инкрустирована золотом и украшена изображениями мифологических существ и знаков зодиака.
Никто доподлинно не знал, что именно обеспечивало постоянное движение и энергию этому вечному двигателю, но многие считают, что Дреббель использовал при его создании сложную систему на основе термоскопа или барометра, так что машина чутко реагировала на изменения температуры или погоды и от этого получала необходимую энергию. Сам же Корнелиус Дреббель утверждал, что для создания «Перпетуум-мобиле» обуздал огненного духа воздуха, и повторить этот опыт сможет далеко не всякий. О дальнейшей судьбе этого вечного двигателя ничего не известно, его чертеж не сохранился.

Фладд: гоняя воду по кругу
Ученый и алхимик Роберт Фладд, живший на рубеже XVI-XVII веков, подошел к идее создания вечного двигателя иначе. В 1618 году он разработал прототип своей машины, названной «Водяным винтом». С тех пор изобретатель много раз возвращался к этой идее, пытаясь довести механизм до совершенства. Так что первые гравюры по дереву с изображением водяного колеса Фладда появились только в 1660 году.
Прототипом этого устройства было колесо обычной водяной мельницы, приводимое в движение водами реки. Однако Фладд хотел сделать так, чтобы его «Водяной винт» не зависел от сил природы и работал постоянно, гоняя по кругу воду, залитую в него изначально. Ученый мечтал помочь крестьянам того времени. Ведь для обработки больших объемов зерна им приходилось не только собирать его, но и отвозить на большие расстояния к водяным мельницам.
Фладд надеялся, что его изобретение позволит хоть в каждой деревеньке установить безостановочно работающий «Водяной винт», который будет молоть зерно, не требуя затрат времени или сил. Однако все законы физики были против романтика от науки – его устройство не работало. Однако Фладд не пожалел всей жизни, пытаясь заставить его функционировать. Его настойчивость и пыл оказались заразительны, вскоре у него появились ученики и последователи, так что еще на протяжении полувека различные изобретатели безуспешно пытались создать вечный двигатель на основе водяного колеса.

Магнит и желоба Уилкинса
Более интересное и оригинальное решение предложил в своей книге «Сотня изобретений», вышедшей в свет в 1649 году, английский епископ Джон Уилкинс. Его проект предполагал создание вечного двигателя на основе магнита. Для этого требовалось разместить сильный магнит на подставке и установить рядом с ним два наклонных желоба, один прямо под другим. Верхний желоб должен был быть прямым и иметь небольшое отверстие в верхней части, а нижний на конце следовало изогнуть вверх.
Изобретатель предполагал, что если на верхний желоб положить небольшой железный шарик, магнит немедленно начнет его притягивать, и шарик покатится по желобу вверх. Однако, не докатившись до магнита, он провалится в отверстие, упадет на нижний желоб, скатится по нему до конца и через его изогнутую часть снова выскочит наверх. И, как в начале опыта, начнет свой путь по верхнему желобу к магниту. Таким образом, шарик будет двигаться по желобам вечно.
Но изобретение Уилкинса работало только на бумаге. Это со временем понял и сам изобретатель. Признав свое поражение, Уилкинс написал в своем журнале: «Хотя это изобретение на первый взгляд кажется возможным, детальное обсуждение покажет его несостоятельность». И пояснил, что если магнит из опыта будет достаточно сильным, чтобы притянуть шарик во время его подъема по верхнему желобу, то он не даст ему провалиться в отверстие. А если магнит будет слишком слабым, то просто не сумеет притянуть шарик.

Бесслер уничтожил технический шедевр
Многие изобретатели вечного двигателя черпали вдохновение для своих проектов, базируясь на концепции колеса Бхаскара. Не стал исключением и уже упомянутый Иоганн Бесслер. Этот человек, которого современники считали не то гением, не то сумасшедшим, начал свои исследования со все той же простой концепции несбалансированного колеса. Он считал, что если применить вес к колесу только с одной стороны, оно будет постоянно стремиться к состоянию равновесия и станет безостановочно двигаться. С этими мыслями он начал конструировать свой вечный двигатель.
И вот 12 ноября 1717 года механизм был готов, и начались его испытания. Для начала четырехметровое колесо запустили и заперли в комнате под надежной охраной. По истечении двух недель комнату открыли и увидели, что механизм по-прежнему вращался! Не трогая колесо, его снова заперли и пришли с проверкой только в конце января 1718 года. Открыв дверь, приглашенные свидетели обнаружили, что колесо все еще вертится!
К сожалению, этому изобретению так и не суждено было стать первым работающим прототипом вечного двигателя. И случилось это по вине его создателя. Говорят, Бесслер был очень скрытен и неуравновешен. Даже прославившись благодаря своему гениальному изобретению, он никак не желал раскрывать широкой публике секрет, хотя ему предлагали за чертежи неплохие деньги. Он лишь повторял, что любой умный и сообразительный человек сможет создать такое же устройство, используя простую систему грузов, чтобы разбалансировать колесо.
А когда один из его собственных помощников-инженеров подобрался поближе к устройству, чтобы как следует его рассмотреть и понять принцип его работы, Бесслер в сердцах собственноручно уничтожил свое изобретение. После этого он сжег все записи и чертежи и вскоре скончался, забрав секрет своего вечного двигателя с собой в могилу.

Часы Кокса никогда не нужно заводить
Одной из самых удивительных попыток создания вечного двигателя можно считать изобретение знаменитого лондонского часовщика Джеймса Кокса. В 1774 году гениальный механик представил публике созданное им уникальное устройство – «вечно идущие часы». К механизму прилагался 6-страничный документ, в котором утверждалось, что они были созданы по новейшим механическим и философским принципам, и их никогда не нужно будет заводить.
Согласно этому же документу, часы Кокса работали благодаря алмазу, который понижает внутреннее трение металлических частей механизма почти до полного его отсутствия. Так что детали конструкции никогда не износятся и их движение не замедлится. И конечно, как это было модно в то время, ученый заявил, что при создании своего уникального устройства использовал свои тайные знания в области магии и мистики.
Помимо прочего, часы имели еще ряд преимуществ по сравнению с другими часовыми механизмами того времени. К примеру, они были закрыты плотным и хорошо подогнанным к оправе стеклом, что надежно защищало их от пыли. Это, разумеется, позволяло механизму проработать дольше. Но самым удивительным в этих часах был способ завода – они работали от перемен в атмосферном давлении.
Внутри корпуса Джеймс Кокс поместил небольшой барометр, и если его ртутный столбик рос или уменьшался, движение жидкого металла поворачивало внутренние колесики, каждый раз немного подзаводя часы. Если же атмосферное давление менялось слишком часто, шестерни, державшие барометр, временно выходили из пазов и возвращались на место, только когда часы вновь требовалось завести.
И пусть Кокс не изобрел вечный двигатель – ведь его часы со временем показали, что подзарядки от перепадов атмосферного давления все же маловато, – оспорить гениальность этого творения невозможно. Не зря часы Кокса стали знамениты уже после первой же демонстрации и собирали толпы зрителей на выставках Механического музея и в Институте Клеркенвилл и попали не только в учебники и книги по механике, но и во множество художественных книг и фильмов.
Средневековые инженеры пытаются настроить перпетуум-мобиле. С сайта planeta.by

Бауманна подвигнул сам бог
Одним из самых таинственных вечных двигателей была и остается «Тестатика», созданная в середине XX века часовщиком Паулем Бауманном. Как утверждает сам изобретатель, на строительство этой машины его подвиг сам бог в то время, пока он отбывал тюремное наказание. В сумрачной камере не хватало света для чтения книг, так что он денно и нощно мечтал о том, чтобы в его комнатушке было посветлее. И вот однажды его посетило мистичное видение, которое раскрыло ему секрет создания механизма вечного движения и получения бесконечной энергии прямо из воздуха.
Выйдя из тюрьмы в 1950 году, Бауманн начал проповедовать здоровый образ жизни и создал вокруг своей машины, названной им «Тестатика», религиозную секту Methernitha. Члены этой секты не употребляют алкоголь и наркотики, не курят и пользуются только той энергией, которую дает им вечный двигатель, созданный Бауманном. Эта машина, по их уверениям, может собирать неиспользованное электричество прямо из воздуха и превращать его в энергию мощностью около 750 кВт.
Ученые много раз пробовали получить доступ к необычному устройству или хотя бы добыть его фотографии для изучения, но это им так и не удалось. А сами члены секты утверждают, что «Тестатику» уже несколько раз пытались сфотографировать жадные до сенсаций журналисты, но на всех снимках вместо устройства отпечатался только разноцветный ореол, окружающий его. А в 1990-х один из отчаявшихся ученых из Болгарии даже внедрился в секту, чтобы подобраться к машине поближе. Однако ему так и не удалось убедить сектантов показать ему «Тестатику».

Батарейка Карпена. С сайта infoniac.ru

Батарейка Карпена работает до сих пор
Пожалуй, ближе всех к созданию вечного двигателя, похоже, подошел румынский инженер Николае Василеску-Карпен. В 1904 году он успешно защитил докторскую степень на тему магнитных эффектов в движущихся телах, некоторое время исследовал высокочастотные токи, и уже в 1922 подал документы на патент нового типа батарей. Однако первый прототип своей вечной батарейки он предоставил на суд ученого сообщества только в 1950 году.
Опытный образец, состоящий из двух гальванических элементов, которые приводят в движение гальванометрический двигатель, был предоставлен Национальному техническому музею Румынии. Сначала батарейку выставили в одном из залов музея, но со временем убрали в запасники, и только совсем недавно ее нашли где-то на полках и с удивлением выяснили, что она по-прежнему выдает стабильное напряжение. То есть, бесперебойно работает уже больше 65 лет.
Удивительно, но ученые до сих пор не знают, как именно устроена батарейка Карпена и каким образом ей удалось сохранить работоспособность столь долгое время. Было выдвинуто множество версий и догадок, ни одна из которых пока не подтвердилась. А некоторые даже считают существование этой батарейки совершенно антинаучным и предполагают, что она может оказаться хитроумной мистификацией. Но факт остается фактом – батарейка Василеску-Карпена работает и является на данный момент самым вероятным претендентом на звание вечного двигателя.

Машина Ньюмана – помощник во время кризиса
А самым последним проектом продемонстрированного широкой аудитории вечного двигателя стала работа Джо Ньюмана, которая была показана в вечернем выпуске новостей CMS с Дэном Разером в 1984 году. Изобретатель-любитель, не окончивший даже средней школы, запомнился и полюбился многим. Еще бы, ведь во время нефтяного кризиса он предлагал простое решение всех проблем – машину, которая производила в 10 раз больше энергии, чем потребляла.
Разумеется, такое громкое заявление не осталось без внимания, и Национальное бюро стандартов приступило к испытаниям устройства Ньюмана. Все результаты, правда, вскоре однозначно показали, что механизм, состоящий из аккумуляторов, заряжаемых магнитом, и множества катушек, никак не может претендовать на гордое звание вечного двигателя. Впрочем, некоторые люди продолжали верить ученому.
Тогда он взял свою энергетическую машину и отправился в путешествие по стране, показывая все желающим свое изобретение. Так что, даже потерпев фиаско, Джо Ньюман не сдался. Он по-прежнему искренне уверен, что идея вечного двигателя ему послана свыше. Надо всего лишь чуть-чуть усовершенствовать аппарат, и ученое сообщество просто вынуждено будет его принять как первый настоящий прототип вечного двигателя.

Да Винчи: «Сделай модель под большим секретом»
Разумеется, за долгую историю поисков источника вечной энергии не обошлось и без аферистов. Некоторые из них в погоне за дешевой славой и богатствами прекрасно понимали, что изобретают не величайшую машину в истории человечества, а заведомую подделку. Одним из таких мистификаторов, якобы создавших вечный двигатель, был… Леонардо да Винчи. Он в течение нескольких лет упорно искал решение, но со временем понял, что это невозможно.
И все же результатом его трудов стал непростой механизм, который вполне мог бы сойти за прототип машины, работающей вечно. Этот двигатель, основанный на законе Архимеда, должен был приводиться в движение мистическим потоком «живой воды». А на самом деле Леонардо предлагал обеспечить работу машины за счет незаметного внешнего притока самой обыкновенной воды. К чести великого изобретателя, надо отметить, что старался он не для личной выгоды, а на благо своих коллег, которым не повезло состоять на службе у тиранов и самодуров.
Леонардо да Винчи писал так: «Поиск конструкции вечного колеса – источника вечного движения – можно назвать одним из наиболее бессмысленных заблуждений человека. В течение веков все, кто имел дело с гидравликой, военными машинами и прочим, тратили много времени и денег на поиски вечного двигателя. Но со всеми ними случалось то же, что с искателями золота алхимиками: всегда находилась какая-нибудь мелочь, которая мешала успеху. Моя небольшая работа принесет им пользу: им не придется больше спасаться бегством от королей и правителей, не выполнив обещания». К этой записи прилагается подробный чертеж поддельного вечного двигателя с комментарием на полях: «Сделай модель под большим секретом и широко объяви о ее демонстрации».

«Самодвижущееся колесо» для Петра I
Другим известным создателем поддельного вечного двигателя был доктор Орфиреус, который пытался продать свое «изобретение» Петру I за огромную сумму – 10 тысяч ефимков, или золотых талеров. Доктор Орфиреус родился в Германии, изучал богословие, медицину и живопись. И в один прекрасный момент заявил о создании некоего «Самодвижущегося колеса». Это изобретение исправно работало на своего создателя. Сначала доктор получал неплохие деньги, просто показывая его на ярмарках.
Потом Орфиреус стал известен и его начали приглашать в дома власть имущих. Так он несколько лет прожил при дворах польского короля и ландграфа Гессен-Кассельского, который очень увлекался механикой и был заворожен изобретением немца. Ландграф Гессен-Кассельский устраивал «Самодвижущемуся колесу» серьезные испытания. Для начала двигатель запустили и заперли в пустой комнате, а двери опечатали и поставили охрану. Через две недели, когда комнату открыли, колесо все еще вращалось.
Второе испытание было посерьезней: на этот раз машину заперли на 40 дней, но и по истечении этого срока колесо все еще крутилось. После этого доктор Орфиреус получил от вельможи официальную бумагу, где говорилось, что его вечный двигатель делает 50 оборотов в минуту, может поднять 16 кг на высоту полутора метров и способен приводить в движение кузнечный мех или точильный станок.
Неудивительно, что такой машиной заинтересовался известный сторонник технического прогресса Петр I. Он даже послал своих доверенных людей, чтобы договориться с изобретателем о продаже чертежей диковинной машины. Но доктора Орфиреуса подвели неприятности на семейном фронте – он поссорился с женой и ее служанкой, которые прекрасно знали, как на самом деле работает «Самодвижущееся колесо». Его раскручивали, дергая за тонкий шнурок, брат Орфиреуса и та самая служанка, работавшие попеременно.
Об этом разобиженные женщины растрезвонили на всю округу. Так что посланник Петра I, библиотекарь и ученый Шумахер, в итоге никакой сделки с доктором Орфиреусом не заключил, а своему государю написал буквально следующее: «Французские и английские ученые ни во что почитают все оные перепетуи мобилес и сказывают, что оное против принципиев математических».
Словом, мечта человечества о механизме, способном работать без притока энергии, пока стоит в ряду множества несбывшихся чаяний. Однако по сей день энтузиасты, как с учеными степенями, так и без оных, не оставляют попыток найти вожделенный ответ. И это внушает надежду на то, что в один прекрасный момент очередной изобретатель вечного двигателя действительно его создаст.

Давно установлено, что изобретение вечного двигателя невозможно. В широком смысле, под вечным двигателем подразумевают механизм, безостановочно движущий сам себя. Но это далеко не достаточное определение. Благодаря многовековым бесплодным попыткам создания чудо-машины сегодня можно определить точно само понятие «вечного двигателя» и причины его неосуществимости. Более того, такие попытки оставили значительный след в истории и подтвердили существование важнейших законов физики. Каких, рассмотрим и проанализируем ниже.

Определение и классификация вечных двигателей

Итак, вечный двигатель, как уже известно - устройство воображаемое. По характеру совершаемой работы можно классифицировать следующим образом:

  1. Вечный двигатель первого рода (физический \ механический, гидравлический, магнитный) - непрерывно действующая машина, которая, будучи запущенной один раз, совершает работу без получения энергии извне. Это устройства механического характера, принцип действия которых основывается на использовании некоторых физических явлений, например, на действии силы тяжести, законе Архимеда, капиллярных явлениях в жидкостях.
  2. Вечный двигатель второго рода (естественный) - тепловая машина, которая в результате совершения цикла полностью преобразует тепло, получаемое от какого- либо одного «неисчерпаемого» источника (океана, атмосферы и т. п.), в работу. Связываются с циклически повторяющимися природными явлениями или с принципами небесной механики.

Такая классификация является распространенной и встречается в старой научной литературе. У более поздних исследователей существует еще одно определение. Оно исходит из представления об идеальной машине, работающей без потерь и превращающей всю сообщенную энергию в полезную работу или в какой-либо другой вид энергии.

К этим определениям ученые разных времен шли долгим путем. Они подвергали их обстоятельному анализу и были единодушны далеко не всегда. Проблема заключалась в том, можно ли считать вечным двигателем только ту машину, которая, будучи собрана полностью, немедленно начнет работать сама по тебе, или допустимо сообщить устройству начальный двигательный импульс. Спор велся и о том, относится ли к основным признакам вечного двигателя условие, чтобы он, будучи приведен в движение, одновременно совершал некоторую полезную работу.

Причины возникновения идеи создания

Первое упоминание о вечном двигателе относится к 1150 г. Но означает ли это, что античные механики не интересовались вечным движением? Наоборот, это являлось одной из тех традиционных проблем, которым в связи с исследованием физических явлений наука уделяла много внимания. Но при исследовании условий, определяющих круговое движение тел, греки пришли к выводам, теоретически исключающим всякую возможность существования на Земле искусственно созданного вечного движения. Например, Аристотель утверждал, что движение тел ускоряется по направлению к ее центру. О телах с действительно круговым движением он пишет: «Они не могут быть ни тяжелыми, ни легкими, так как не способны приближаться к центру или удаляться от него естественным или вынужденным образом». Такому условию удовлетворяют только небесные тела.

Но родоначальником идеи вечного двигателя считают индийского поэта, математика и астронома Бхаскара Ачарью (1114-1185), описавшего в своем стихотворении некое вечно двигающееся колесо. Заметим, что за основу взято тело круглой формы. Согласно древнеиндийской философии, регулярно повторяющиеся события, составляющие круговой цикл, являются для него символом вечности и совершенства. То есть прародители идеи вечного движения были мотивированы не практическими, а религиозными потребностями. Своего апогея идея вечного двигателя достигает в средние века в Европе, в период интенсивного строительства храмов, кафедральных соборов и княжеских дворцов, и тогда уже создателей, конечно, интересует практическое применение машины.

Некоторые модели вечных двигателей первого рода

Колесо с неуравновешенными грузами

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Вот модель вечного двигателя Бхаскары (Рис. №1) с прикрепленными наискось по внутренней стороне окружности длинными узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Бхаскара обосновывает вращение колеса следующим образом: «Наполненное так жидкостью колесо, будучи насажено на ось, лежащую на двух неподвижных опорах, непрерывно вращается само по себе».

Еще две модели, аналогичные по принципу действия, изобретенные в средневековой Европе. Роль сосудов, частично наполненных ртутью, играют выпукло­вогнутые секторы внутри колеса, внутри которых находятся тяжелые шары (Рис. №2) или подвижно закрепленные на внешней части колеса стержни с грузами на концах (Рис. №3).

Принцип действия данных двигателей заключается в создании постоянного неравновесия сил тяжести на колесе, вследствие которого колесо должно вращаться. Рассмотрим, почему этот расчет не оправдывается на примере обычного колеса. Здесь предполагается, что работу совершает сила тяжести, то есть в нормальных условиях (при небольших расстояниях и вблизи поверхности Земли) она постоянна и направлена всегда в одну и ту же сторону.

Рисунок 4

F T - вес груза, F P - сила, с которой рычаг воздействует на шарнир (компенсируется силой реакции опоры), F B - поворачивающая сила, R - расстояние от шарнира (оси поворота) до траектории центра масс груза.

Когда рычаг стоит строго вертикально вверх, вес груза передается на шарнир и компенсируется реакцией опоры. Сила направлена по нормали к окружности, тангенциальная составляющая

отсутствует, значит, момент сил равен нулю. Это положение называется верхней мёртвой точкой (ВМТ). Если рычаг отклоняется, реакция опоры уже не компенсирует вес, появляется тангенциальная составляющая силы, а нормальная начинает уменьшаться. Так будет продолжаться только до тех пор, пока рычаг не примет горизонтальное положение. Когда момент сил достигнет максимального значения, рычаг снова начнет действовать на груз, нормальная сила поменяет свой знак относительно рычага. Тангенциальная сила начнёт уменьшаться, до момента, когда рычаг не окажется в положении вертикально вниз (нижняя мёртвая точка (НМТ)).

Таким образом, как видно из Рис. №4, половину рабочего цикла груз ускоряется, двигаясь из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ), и половину - замедляется. Сделав несколько оборотов, колесо с неуравновешенными грузами достигнет состояния равновесия.

Цепь на наклонной плоскости

Рисунок 5

Еще один тип механических вечных двигателей - тяжелая цепь, переброшенная более длинной стороной через систему блоков. Теоретически предполагалось, что часть, на которой находится большее количество звеньев, начнет соскальзывать с наклонной плоскости, вследствие чего замкнутая цепь будет беспрерывно двигаться. Однако известно, что цепь будет покоиться. Этот тип двигателей интересен в первую очередь тем, что из невозможности его вечного движения инженер, механик и математик Симон Стевин (1548-1620) доказал закон равновесия тела на наклонной плоскости. Одна цепь тяжелее другой во столько же раз, во сколько раз большая грань (АВ на Рис.№5) призмы длиннее короткой (ВС на Рис.№5). Отсюда следует, что два связанных груза уравновешивают друг друга на наклонных плоскостях, если их массы пропорциональны длинам этих плоскостей.

Похожий по принципу механизм (Рис. №6): тяжелая цепь перекинута через колеса так, что правая ее половина всегда длиннее левой. Следовательно, она должна падать вниз, приводя цепь во вращение. Но цепь в левой части натянута отвесно, а правая - под некоторым углом и изогнуто. Аналогично вечное движение и этого механизма невозможно.

Рисунок 6

Гидравлический вечный двигатель с винтом Архимеда

В подавляющем большинстве вечных гидравлических двигателей изобретатели пытались использовать известный со времен Древней Греции механизм - винт Архимеда - полую трубку со спиралевидной плоскостью внутри, предназначенную для подъема воды из сосуда в сосуд наибольшей высоты.

Рисунок 7

Жидкость из сосуда, поднимается фитилями сначала в верхний сосуд, оттуда другими фитилями еще выше, верхний сосуд имеет желоб для стока, которое падает на лопатки колеса, приводя его во вращение. Оказавшаяся в нижнем ярусе жидкость снова поднимается по фитилям до верхнего сосуда. Таким образом, струя, стекающая по желобу на колесо, не прерывается, и колесо вечно должно находиться в движении (Рис. №7).

Только колесо этой машины никогда не станет вращаться, поскольку в верхнем сосуде не окажется воды. Это произойдет потому, что капиллярные силы вызванные искривлением поверхности жидкости, хотя и позволяют преодолеть силу тяжести, поднимая жидкость в ткани фитиля, но они и удерживают ее в порах ткани, не позволяя ей вытечь из них.

Сосуд Денни Папена

Рисунок 8

Проект гидравлического вечного двигателя Денни Папена - сосуд, сужающийся в трубку и загнутый таким образом, что свободный конец трубки с меньшим радиусом расположен в пределах большого «горла» сосуда (Рис. №8). Автор предполагал, что вес воды в более широкой части сосуда будет превосходить вес жидкости, находящейся в трубке, в более узкой части. Таким образом, должна была происходить циркуляция жидкости за счет разности давлений. На самом деле в данном случае работает основной закон гидростатики: давление, оказываемое на жидкость, передается без изменения по всем направлениям. Поверхность жидкости в тонкой трубке установится на том же уровне, что и в сосуде, как в любых сообщающихся сосудах.

Ранее это двигателя были предложены похожие сосуды, иначе ориентированные в пространстве. В них за основу брался принцип действия сифона: в нем (в изогнутой трубке с коленами разной длины, по которой жидкость поступает из сосуда с более высоким в сосуд с более низким уровнем жидкости) работа, затрачиваемая на подъем жидкости, производится атмосферным давлением. В то же время, чтобы жидкость могла протекать через сифон, максимальная высота его изгиба не должна превосходить высоту столба жидкости, уравновешиваемого давлением внешнего воздуха. Для воды эта высота при нормальном барометрическом давлении составляет примерно 10 м. - этот факт не учитывался и приводил к неверным выводам о вечном движении такого двигателя.

Другие гидравлические двигатели

Рисунок 9

Среди множества проектов вечного двигателя было немало основанных на законе Архимеда. Один из таких проектов выглядит следующим образом: высокий сосуд (20 м), наполненный водой, имеет расположенные на одной грани в разных ее концах шкивы, через которые перекинут прочный бесконечный канат с четырнадцатью закрепленными полыми ящиками кубической формы. Ящики одинаковы, равноудалены, водонепроницаемы и имеют стороны в 1 м (Рис. №9).

Действительно, ящики, находящиеся в воде, будут стремиться всплыть вверх. На них действует сила, равная весу воды, вытесняемой ящиками.

Но даже при условии, что данный канат бесконечен, эффект не оправдывается, потому что чтобы канат вращался, ящики должны входить в сосуд именно со дна, а для этого они должны преодолеть давление столба воды, которое окажется значительно больше силы Архимеда.

Рисунок 10

Упрощенный вариант вечного двигателя гидравлического типа (Рис.№10), идея которого исходит из грубого нарушения толкования закона Архимеда. Погруженная в воду часть деревянного барабана, согласно закону Архимеда, подвергается действию выталкивающей силы. Конечно, колесо вращаться не будет, потому что сила будет направлена не вверх (как предполагалось изобретателем), а к центру колеса.

Магнитный вечный двигатель

Рисунок 11

Несложная, но оригинальная модель вечного двигателя с магнитами. К шаровому магниту, расположенному на стойке, ведут два наклонных желоба: один прямой, установленный выше, другой изогнутый (Рис. №11). Железный шарик, помещенный на верхний желоб, будет притягиваться магнитом, затем на пути он попадет в отверстие, скатится по нижнему желобу и снова перейдет на верхний желоб.

Однако, если магнит достаточно силен, чтобы притянуть шарик от нижней точки, то он не даст ему провалиться через отверстие, расположенное совсем рядом. Если же, наоборот, сила притяжения будет недостаточна, то шарик не притянется вовсе.

Вечный двигатель первого рода в противоречии с законом сохранения энергии

Окончательное утверждение закона сохранения энергии в 40-70 годы XIX века произошло на основе работ Сади Карно, Роберта Майера, Джеймса Джоуля и Германа Гельмгольца, которые показали связь между различными формами энергии (механической, тепловой, электрической и др.). Закон сохранения энергии формулируется в следующем виде: в изолированной системе энергия может переходить из одной формы в другую, но общее количество ее остается постоянным.

Как правило, невозможность вечного двигателя рассматривают как следствие закона сохранения энергии. Рассуждения Майера и опыты Джоуля доказали эквивалентность механической работы и теплоты, показав, что количество выделяемой теплоты равно совершенной работе и наоборот, формулировку же в точных терминах закону сохранению энергии первым дал Гельмгольц. В отличие от своих предшественников, он связывал закон сохранения энергии с невозможностью существования вечных двигателей. Принцип невозможности вечного двигателя был положен Майером и Гельмгольцем в основу анализа различных превращений энергии. Макс Планк в работе «Принцип сохранения энергии» сделал специальный акцент на эквивалентности (а не причинно-следственной связи) принципа невозможности вечного двигателя и принципа сохранения энергии.

В термодинамике исторически закон сохранения формулируется в виде первого начала термодинамики: изменение внутренней энергии термодинамической системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил над системой и количества теплоты, переданного системе, и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход, т. е. Q = ΔU + A. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.

Вечные двигатели второго рода

Классический вечный двигатель второго рода предусматривает возможность накопления тепла за счет работы, затраты которой меньше полученного тепла, и использования части этого тепла для повторного совершения работы в новом цикле. Таким образом, должен образоваться избыток работы. Другой вариант этого двигателя подразумевает упорядочение хаотического теплового движения молекул, в результате чего возникает направленное движение вещества, сопровождаемое понижением его термодинамической температуры. Широко известных проектов таких двигателей изобретено не так много, как, например, двигателей первого рода, и информация о них не достаточна для описания. Подавляющее большинство идей таких машин являются абсурдными и противоречивыми, либо относятся к классу мнимых вечных двигателей (по сути, не являются вечными), обладают низким КПД.

Сформулированное Рудольфом Клаузиусом второе начало термодинамики однозначно утверждает: невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему. Что также означает, что в замкнутой системе энтропия при любом реальном процессе либо возрастает, либо остается неизменной (т. е. ΔS ≥ 0). Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

Возможность использования энергии теплового движения частиц тела (теплового резервуара) для получения механической работы (без изменения состояния других тел) означала бы возможность реализации вечного двигателя второго рода, работа которого не противоречила бы закону сохранения энергии. Например, работа двигателя корабля за счет охлаждения воды океана (доступного и практически неисчерпаемого резервуара внутренней энергии) не противоречит закону сохранения энергии, но если, кроме охлаждения воды, нигде других изменений нет, то работа такого двигателя противоречит второму началу термодинамики. В реальном тепловом двигателе процесс превращения теплоты в работу сопряжен с передачей определенного количества теплоты внешней среде. В результате тепловой резервуар двигателя охлаждается, а более холодная внешняя среда нагревается, что находится в согласии со вторым началом термодинамики.

Мнимый вечный двигатель

Рисунок 12

В 60-х гг. XX в. мировую сенсацию произвела игрушка, получившая в СССР название «вечно пьющая птичка» или «птичка Хоттабыча». Тонкая стеклянная колба с горизонтальной осью посередине впаяна в небольшую емкость. Свободным концом колбочка почти касается ее дна. В колбе находится определенное количество эфира (в нижней части), верхняя пустая часть колбы обклеена снаружи тонким слоем ваты. Перед игрушкой ставят сосуд с водой и наклоняют ее, заставляя «попить» (Рис.№12). Затем механизм работает самостоятельно: несколько раз в минуту наклоняется к сосуду с водой, пока вода не кончится.

Механизм такого явления понятен: жидкость в нижней полости испаряется под влиянием комнатного тепла, давление растет и вытесняет жидкость в трубочку. Верхняя часть конструкции перевешивает, наклоняется, пар перемещается в верхний шарик. Давление выравнивается, жидкость возвращается в нижний объем, который перевешивает и возвращает «птичку» в первоначальное положение.

На первый взгляд здесь нарушается второе начало термодинамики: перепад температур отсутствует, машина только забирает тепло из воздуха. Но когда колба достигает сосуда с водой, вода из мокрой ваты интенсивно испаряется, охлаждая верхний шарик. Возникает разность температур верхнего и нижнего сосудов, за счёт которой и происходит движение. Если испарение прекратится (высохнет вата или влажность воздуха достигнет точки росы, то есть температуры, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу), машина в полном согласии со вторым началом термодинамики перестанет двигаться. Мощность такого двигателя очень низка из-за незначительной разности температур и давлений, при котором «птичка» работает.

Вечные двигатели как коммерческие проекты

Вечные двигатели, с древнейших времен окутанные тайной изобретения и действия, несомненно, создавались не только для использования в практическом плане. Во все времена были мошенники и фантазеры, намеревавшиеся извлечь не только энергию большую, чем 100%.

Одна из самых известных «афер века» - вечный двигатель Иоганна Бесслера (1680-1745).

Рисунок 13

Рисунок 14

Под псевдонимом Орфиреус этот саксонский инженер 17 ноября 1717 года в присутствии известных физиков продемонстрировал машину с диаметром вала больше 3,5 м. Двигатель пустили в ход и заперли в комнате, а проверив через полтора месяца, убедились, что колесо двигателя вращается с прежней скоростью.

Когда то же самое произошло еще через два месяца, слава Бесслера прогремела по всей Европе. Изобретатель соглашался продать машину Петру I , но этого не произошло. Однако это не помешало жить Бесслеру безбедно на средства, полученные путем демонстрации двигателя. Двигатель представляет собой большое колесо, вращающееся и поднимающее при этом тяжелый груз на значительную высоту (Рис. №13).

Изобретение вызвало множество споров и нерешенных вопросов. Самый главный из них - принцип действия - не был известен широкой публике. Поэтому недоверчивые скептики заключили, что секрет заключается в том, что искусно спрятанный человек тянет за веревку, намотанную, незаметно для наблюдателя, на скрытой части оси колеса. И их ожидания оправдались: вскоре служанка Бесслера раскрыла тайну:

двигатель действительно работал только с помощью третьих лиц (Рис. №14).

Еще один известный случай использования вечного двигателя «не по назначению»: в одном из городов с целью привлечения клиентов у одного кафе было установлено «вечно» вращающееся колесо, которое, конечно, запускалось с помощью механизма.

Некоторые разработчики идей вечных двигателей в хронологическом порядке:

  1. Бхаскара Ачарья (1114-1185), поэт, астроном, математик.
  2. Виллар де Оннекур (XIII век), архитектор.
  3. Николай Кузанский (1401-1464), философ, теолог, церковно-политический деятель.
  4. Франческо ди Джорджо (1439-1501), художник, скульптор, архитектор, изобретатель, военный инженер.
  5. Леонардо да Винчи (1452-1519), художник, скульптор, архитектор, математик, физик, анатом, естествоиспытатель.
  6. Джамбаттиста Порта (1538 - 1615), философ, оптик, астролог, математик, метеоролог.
  7. Корнелиус Дреббель (1572 - 1633), физик, изобретатель.
  8. Атанасиус Кирхер (1602-1680), физик, лингвист, теолог, математик.
  9. Джон Уилкинс (1614-1672), философ, лингвист.
  10. Денни Папен (1647-1712), математик, физик, изобретатель.
  11. Иоганн Бесслер (1680-1745), инженер-механик, врач, мошенник.
  12. Дэвид Брюстер (1781-1868), физик.
  13. Вильгельм Фридрих Оствальд (1853-1932), физик, химик, философ-идеалист.
  14. Виктор Шаубергер (1885-1958), изобретатель.

Заключение

В 1775 году Французская Академия приняла решение не рассматривать предложения вечных двигателей, выдвинув окончательный вердикт: построение вечного двигателя абсолютно невозможно. За всю историю вечного двигателя было изобретено более 600 проектов, причем большинство из них пришлось на время, когда стали известны законы термодинамики и сохранения энергии.

Конечно, усилия многочисленных создателей вечных двигателей не пропали даром. Пытаясь сконструировать невозможное, они нашли немало любопытных технических решений, придумали механизмы и устройства, которые до сих пор применяются в машиностроении. В бесплодных поисках вечного движения родились основы инженерной науки и подтвердились законы, отрицающие его существование.