Warning: file_get_contents(/var/www/www-root/data/www/formula-salata.ru/adsense_h1.txt): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/www-root/data/www/formula-salata.ru/index.php on line 34

Warning: file_get_contents(/var/www/www-root/data/www/formula-salata.ru/adsense1.txt): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/www-root/data/www/formula-salata.ru/index.php on line 35

Warning: file_get_contents(/var/www/www-root/data/www/formula-salata.ru/adsense2.txt): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/www-root/data/www/formula-salata.ru/index.php on line 36

Warning: file_get_contents(/var/www/www-root/data/www/formula-salata.ru/adsense3.txt): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/www-root/data/www/formula-salata.ru/index.php on line 37

Warning: file_get_contents(/var/www/www-root/data/www/formula-salata.ru/adsense4.txt): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/www-root/data/www/formula-salata.ru/index.php on line 38

Warning: file_get_contents(/var/www/www-root/data/www/formula-salata.ru/adsense5.txt): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/www-root/data/www/formula-salata.ru/index.php on line 39
Бутерброд и кот вечный двигатель

Бутерброд и кот вечный двигатель


Кошка и бутерброд

Юрий Фролов
Наука и жизнь» №4, 2015

Французский научно-популярный журнал La Recherche обсуждает интересный вопрос. Как известно, кошка, падая с высоты, всегда приземляется на все четыре лапы. С другой стороны, не менее известно, что бутерброд всегда падает маслом вниз. Что будет, если сбросить с крыши кошку, к спине которой привязан бутерброд маслом вверх?

Кратко рассмотрим историю проблемы.

Первым заинтересовался вопросом о падающей на все лапы кошке великий английский физик Джеймс Клерк Максвелл. Он провёл множество экспериментов, пытаясь установить минимальную высоту падения, при которой кошка, выпущенная из рук спиной вниз, не успевает извернуться и приземлиться на лапы. Оказалось, что даже при падении с высоты 30 сантиметров кошка успешно переворачивается. Но из этих опытов возникла устойчивая легенда, проникшая и в некоторые серьёзные биографии учёного, будто Максвелл выбрасывал кошек из окна своей лаборатории. Ничего подобного, он бросал их с высоты не более метра, причём на мягкую кровать.

Позже скоростная фотография позволила установить, что в падении животное рефлекторно орудует лапами, спиной и хвостом, что и позволяет извернуться в правильную позицию.

Кстати, сейчас падение кошки изучают американские инженеры с целью сделать роботов более устойчивыми.

Несколько слов о падении бутербродов.

В отличие от кошки, у бутерброда нет мозга, нет желания упасть на ту или другую сторону и нет возможности повлиять на своё падение.

В конце прошлого века английский физик Роберт Маттьюз заинтересовался падением бутерброда, прочитав в каком-то журнале письмо читателя, который утверждал, что книга карманного формата в мягкой обложке, если случайно столкнуть её с края стола, почему-то почти всегда падает на пол передней обложкой вниз (если лежала ею вверх на столе). Физик подумал, что этого быть не может: шансы упасть передней или задней обложкой вверх равны. Но опыты с книжкой, являющейся дешёвой и многоразовой моделью бутерброда, показали, что она действительно падает чаще всего «лицом» вниз. И определяется это явление двумя параметрами: скоростью кувыркания книжки при падении и высотой стола. Скорость кувыркания бывает, как правило, слишком мала, чтобы до достижения пола книжка успела сделать полный оборот и упала на пол той же стороной вверх, какой лежала на столе. Вращающий момент, определяемый земной силой тяжести, задаёт небольшую скорость вращения, а стол невысок. То же касается и бутерброда, ведь это тоже жёсткая пластина, падающая с небольшой высоты — со стола или из рук жующего человека, который лишь ненамного выше стола, даже если ест стоя, а не сидя. Маттьюз рассчитал, что для того, чтобы бутерброд, падая со стола, успел сделать полный оборот вокруг своей оси, стол должен иметь высоту около трёх метров. Рост человека, которому было бы удобно завтракать за таким столом, составил бы около шести метров.

Итак, если бы столы были выше, бутерброды падали бы более удачным для нас образом. Но почему столы имеют именно такую высоту, к которой все мы привыкли? Потому, что она удобна для людей с их ростом. А почему люди имеют именно такой рост? А это зависит от силы гравитации на Земле. Если бы люди были много выше, для прочности их кости должны были бы быть такими толстыми и тяжёлыми, что эти великаны с трудом могли бы двигаться. Таким образом, закон падающего бутерброда в конце концов определяется свойствами нашей Вселенной — силой гравитации, прочностью костей (а она зависит от силы химических связей, которая, в свою очередь, зависит от величины заряда электрона).

Так что же будет, если сбросить с некоторой высоты спиной вниз кошку, к спине которой привязан бутерброд? Одни участники дискуссии во французском журнале посчитали, что две тенденции взаимно нейтрализуют одна другую и животное, немного пролетев, зависнет в воздухе. Другие — что кошка будет постоянно вращаться. Насколько известно, опытов никто не производил (жалеют то ли животных, то ли бутерброды). Но победила та точка зрения, что, поскольку по размерам и массе бутерброд значительно уступает кошке, создаваемый им вращающий момент далеко уступит кошачьему. И киска успешно приземлится на все четыре лапы.

кот и бутерброд ... - Coub

кот и бутерброд ... - Coub - Самая большая платформа видеомема
  • Домой
  • Горячий
  • Случайный
  • Подробнее ...

    Показать меньше

  • Мне нравится
  • Закладки
  • Сообщества
  • Животные и домашние животные

  • Мэшап

  • Аниме

  • Фильмы и сериалы

  • Игры

  • Мультфильмы

  • Искусство и дизайн

  • Музыка

  • Новости и политика

  • Спорт

  • Наука и технологии

  • Знаменитости

  • Природа и путешествия

  • Мода и красота

  • Танец

  • Авто и техника

  • NSFW

  • Рекомендуемые

  • Coub of the Day

  • Темная тема

.

Perpetual motion - RationalWiki

Описание устройства «массового воздействия» Норманом Роквеллом для выпуска Popular Science о вечном двигателе
Эта страница содержит слишком много утверждений без источника и требует улучшения .

Вечный двигатель может понадобиться помощь. Пожалуйста, изучите утверждения статьи. Все, что заслуживает доверия, должно быть получено, а то, что не соответствует действительности, должно быть удалено.

«» О вы, искатели вечного двигателя, сколько суетных химер вы преследовали? Иди и займи свое место с алхимиками.

- Леонардо да Винчи, 1494

вечное движение или сверхединичное устройство - это устройство, которое, за исключением механических поломок, способно работать в течение произвольно длительного периода времени без внешнего вмешательства или ввода энергии. Такого устройства никогда не строили, так как концепция нарушает законы термодинамики. По сути, даже в «идеальной» машине со 100% -ным КПД можно получить мощность, достаточную только для питания самой машины, а - не более .Усовершенствованная форма вечного двигателя - это устройство с выходной энергией на больше, чем на входной энергии, известное как электронный насос. Однако в реальном мире всегда будет иметь место некоторая неэффективность, например трение и нагрузка самой машины, а это означает, что невозможно достичь даже 100% эффективности.

Однако в воображении некоторых псевдоученых и откровенных мошенников таких проблем не существует. Вечный двигатель был запатентован Патентным бюро США, к большому удовольствию (или гневу) физиков. [1]

Вечный двигатель можно разделить на две категории - первого и второго порядка:

  • Машины первого порядка нарушают Первый закон термодинамики, они генерируют больше полезной энергии, чем заложено в них (их эффективность превышает 100%).
  • Машины второго порядка нарушают Второй закон термодинамики, они безубыточны по эффективности ввода / вывода энергии (их КПД равен 100%).

Технически первый закон термодинамики допускает вечные двигатели второго порядка, а именно случай, в котором холодный резервуар цикла Карно находится в абсолютном нуле.Абсолютный ноль, однако, практически - для всех намерений и целей - недостижимая температура, поскольку ее достижение было бы нарушением второго и третьего начала термодинамики.

Как распознать мошенничество с вечным двигателем [править]

Короче говоря, способ определить, является ли вечный двигатель подделкой и не соответствует ли его требованиям, прост: обозначен как вечный двигатель . Любое заявление о вечном двигателе является ложным на первый взгляд из-за основ физики.В лучшем случае это кто-то видит только иллюзию, потому что он не проверил ее должным образом, или в худшем случае они активно обманывают и заставляют людей поверить в то, что машина каким-то образом работает, иногда для того, чтобы продать ее.

Несмотря на это, многие изобретатели пытаются рационализировать свое изобретение вечного двигателя с помощью специальных объяснений. Например, Джо Ньюман утверждает, что его энергетическая машина фактически потребляет компоненты своих двигателей путем прямого преобразования вещества в энергию. Популярный вариант для чрезвычайно распространенных двигателей с магнитным приводом, найденных на PESWiki, заключается в том, что они каким-то образом забирают свою энергию путем деполяризации магнита.Конечно, такие источники энергии в любом случае не будут вечными, и также возникает вопрос, смогут ли они выполнить стоящий объем работы. Поэтому необходимо настаивать на том, чтобы увидеть фактические характеристики и конструкцию рассматриваемого устройства. Скорее всего, если изобретатель не поделится, идея ошибочна и может быть полной ложью.

Имейте в виду, что с правильно сбалансированным устройством можно моделировать вечное движение столько, сколько нужно, чтобы аудитория была сосредоточена.Конечно, такие устройства всегда являются мошенничеством, поскольку они, очевидно, не являются вечными устройствами внутри, просто очень, очень экономичными и, вероятно, не способны на столько реальной работы.

Энергетические циклы [править]

Сразу должно быть очевидно, почему вечный двигатель не работает.

Законы сохранения энергии в основном гласят, что любая энергия, которую вы получаете от системы, ограничена тем, сколько энергии вы в нее вкладываете. В случае сжигания ископаемого топлива энергия передавалась в топливо (смесь углеводородов) солнечным светом, который преобразовывался посредством фотосинтеза.Все, что мы делаем при сжигании топлива, - это забираем этот продукт, у которого есть энергия, и высвобождаем ее в результате реакции с кислородом. Точно так же с водородными топливными элементами мы расщепляем воду [примечание 1] (используя электричество, которое само должно исходить откуда-то) для образования кислорода и водорода, а затем реагируем на него, чтобы вернуть электрическую энергию в другой момент времени. Энергия на входе и выходе из системы постоянно уравновешивается. Энергия солнечного света, используемая для преобразования воды и углекислого газа в ископаемое топливо, равна тому, что мы получаем от их полного сжигания обратно в воду и углекислый газ.Энергия реакции водородного топливного элемента такая же, как энергия, вкладываемая в реакцию электролиза, чтобы расщепить молекулу воды в первую очередь. Вечный двигатель и большинство других форм теории свободной энергии настаивают на том, что эта стадия «входа энергии» либо не обязательно должна происходить, либо что вход и выход не нуждаются в балансе. Более подвижные сторонники, которые понимают сохранение энергии, могут попытаться заменить его какой-либо формой магии, будь то магнитная деполяризация, гравитационная работа, просто махнув рукой как «необъяснимое» или что-то гораздо более экзотическое, связанное с нанотехнологиями или нулевой энергией.

Поскольку энергия в системе и вне ее уравновешена, вечный двигатель возможен теоретически или в качестве мысленного эксперимента. Это при условии, что все энергии, которую он производит, снова идут на питание машины. Проблема возникает при попытке заставить машину выполнять какую-либо работу. Извлечение этой энергии заставляет машину замедляться, уменьшая выход энергии, и так далее, пока она не остановится полностью. Вот почему в него нужно подавать что-то в виде топлива, будь то несгоревшие углеводороды, водород и кислород, ядерная энергия или даже свет.Даже фонтан Херона [2] в конечном итоге закончится, когда уровень воды установится до равновесия в самой низкой точке, и его необходимо «перезарядить», физически подняв воду обратно на более высокий уровень. Это дает воде потенциальную энергию (энергию, полученную в результате работы против гравитации), чтобы снова двигаться - «вечная» природа фонтана Герона - всего лишь кратковременная иллюзия. Но помните, что вечный двигатель есть только в теории , на практике всегда есть неэффективность, и энергия всегда будет теряться из машины, либо из-за трения, либо даже из-за сопротивления воздуха.Это постоянно забирает энергию из системы, делая это невозможным.

Физические примеры [править]

Конструкции предполагаемых вечных двигателей, которые можно построить (в отличие от тех, которые работают только на бумаге), как правило, попадают в одну из двух категорий.

Машины «сверх единицы» имеют явный и незаметный источник энергии, но утверждается, что их выходная мощность превышает входную. Для многих устройств очень легко показать, что это неверно, но могут потребоваться высокоэффективные устройства или устройства с очень убедительной иллюзией движения, очень чувствительные и наблюдательные измерения.Однако, если выходная мощность действительно превышает входную, возникает вопрос, почему их выходная мощность не может быть возвращена, что полностью устраняет необходимость во внешнем источнике энергии. Иногда, однако, утверждения о «превышении единства» просто основаны на явно ошибочных научных данных, например, утверждение, что машина с входом 5 ампер и выходом 10 ампер «превышает единицу».

Второй тип, машины, использующие энергию окружающей среды, на самом деле непрерывно выделяют энергию, но они делают это за счет использования источников энергии из окружающей среды: например, часы могут отсчитывать дневные колебания давления воздуха. [3] Некоторые конструкции вечного двигателя, которые появляются в подобных PESWiki, часто утверждают, что они относятся к этому типу, где они утверждают, что они «деполяризовали» магнитное поле для извлечения своей энергии без нарушения сохранения энергии, но в действительности это не так. дело. Предполагаемый вечный двигатель может иметь предполагаемую конструкцию, но иметь скрытый источник энергии, не раскрытый или, по крайней мере, явно не указанный в этих планах. Они попадают в категорию, известную как «мошеннические».

А как насчет планетных орбит? [Править]

Сторонники вечного движения быстро отвечают тем фактом, что Земля вращается вокруг Солнца и, по-видимому, вращается вечно.Однако кажется, что Земля вращается по орбите вечно, потому что в космосе практически отсутствует трение и нет противодействия, который мешает им двигаться по орбите. Если планета эквивалентного размера разбилась бы с одинаковой скоростью, она бы остановилась или изменила курс в зависимости от угла столкновения. Если поставить на планету генератор, он начнет замедляться, хотя и незначительно. Машины Momentum в космосе могут работать, но их нельзя использовать для производства энергии. Строго говоря, планетные орбиты не являются вечным движением.Когда планеты (и их звезды) вращаются вокруг своего общего центра тяжести, они излучают гравитационные волны. Эти гравитационные волны истощают орбитальную систему энергии, поэтому планета в конечном итоге становится все ближе и ближе к своей звезде. Другими словами, планеты действительно замедляются на .

Теперь этот орбитальный распад из-за излучения гравитационных волн смехотворно мал, поэтому он был измерен только для экстремальных систем, таких как двойные нейтронные звезды или черные дыры (которые тяжелые и могут вращаться друг вокруг друга в течение минут, секунд или доли секунды. ).Наша планета Земля также подвержена излучению гравитационных волн, но орбитальный распад настолько мал, что практически не повлияет на Землю в течение жизни Солнца; вместо того, чтобы Земля врастала в наше Солнце и поглощалась им, это будет наше Солнце (превращающееся в красного гиганта), которое простирается за пределы текущей орбиты Земли и, таким образом, пожирает ее. [примечание 2]

Безреакционные двигатели [править]

Одной из наиболее желательных особенностей двигателя малой тяги для использования в космических кораблях является отсутствие в нем реактивной массы.Было предложено несколько идей, хотя немногие из них - если таковые имеются - действительно работают на практике. Во многих случаях эти устройства потребляют энергию, но, как и вечные двигатели, нарушают закон сохранения количества движения и могут создать иллюзию работы, даже если это не так.

Колебательный двигатель [4] состоит из привода, который пытается создать движение, перемещая массу вокруг себя с разными скоростями. Если вы можете представить себе массу, которая медленно втягивается назад, а затем устремляется вперед со скоростью, тогда возникающий при этом импульс будет передаваться на сам двигатель, и будет создано движение.Однако это явное нарушение сохранения импульса и энергии; сила, необходимая для того, чтобы отвести этот вес назад, равна силе, создаваемой вперед, и оба будут отменены. Кроме того, сила, толкающая массу в одном направлении, будет иметь равную и противоположную силу на устройство, пытающееся ее толкнуть. Как и многие вечные двигатели, этот конкретный привод может создать иллюзию движения, используя коэффициенты трения. Сила от медленного возврата веса пропорционально ниже (но в течение более длительного периода времени) и недостаточна для преодоления трения.Сила от более быстрого движения вперед составляет , достаточно сильную, чтобы преодолеть трение, и возникает чистое движение. На самом деле это тривиальный (и несколько неэффективный) метод создания чистого движения, который известен и используется для определенных задач, [5] , но не будет применяться в среде без трения, где предполагается, что такие устройства будут работать.

Классические примеры [править]

Хотя подключение генератора к собственному двигателю - это популярный современный вариант вечного двигателя (который определенно не работает из-за ужасающей неэффективности выработки электроэнергии), есть несколько классических примеров, придуманных с течением времени.Даже сегодня люди представляют лишь незначительные вариации этих давно опровергнутых моделей.

Капиллярная чаша (Самотекущая жидкость Бойля) [править]

Капиллярная чаша или колба Бойля (по Роберту Бойлю) использует несколько «парадоксов» гидростатики. В частности, это связано с вазами Паскаля, где вода остается на одном уровне независимо от формы колбы, поэтому очевидно небольшой объем воды может противостоять большому количеству воды, демонстрируя, что уровень жидкости зависит от глубины и не действует как набор весов. [6] Теория, лежащая в основе колбы, заключается в том, что капиллярное действие, которое отвечает за создание мениска и втягивание воды через достаточно маленькую трубку, будет поддерживать постоянный поток воды. Он не работает под действием силы тяжести, как можно предположить, взглянув на гипотетический аппарат. Однако колба не сможет заполниться независимо от того, что давление воды (связанное с той же силой, которая вызывает капиллярное действие) будет препятствовать потоку, выходящему из капилляра на конце. На конце капилляра может образоваться капля, но она будет удерживаться на месте за счет поверхностного натяжения жидкости; вы могли бы встряхнуть устройство, заставив его упасть, и стимулировать запуск потока, но это добавило бы энергии системе и бросило бы вызов точке вечного движения. [примечание 3]

В принципе, колба Бойля будет работать постоянно, используя сверхтекучую жидкость, поскольку она имеет нулевую вязкость, и, таким образом, устраняет основной барьер, который препятствует непрерывному действию капилляров в этой установке. Демонстрация почти вечного движения была достигнута с использованием сверхтекучих жидкостей, потому что они не имеют трения (трение является основным препятствием для создания реального вечного движения), хотя условия, необходимые для поддержания чего-либо в сверхтекучем состоянии, очень трудно поддерживать. [7] Сверхтекучие фонтаны демонстрируют этот принцип довольно легко, протекая до тех пор, пока камера имеет правильную температуру и давление, чтобы эффект работал. [8] Вечное движение также уже существует в сверхпроводящих магнитах, где электроны не испытывают электрического сопротивления, аналогично среде без трения, но, опять же, они должны быть очень холодными для поддержания условий. Но пока не торопитесь скупать мировые запасы гелия-4; Независимо от вечного характера движения в теории, все еще невозможно извлечь работу из этих устройств и , чтобы они продолжались.

Колесо Бхаскары [править]

Колесо Бхаскары, также известное как колесо с отягощением, состоит из зубца и нескольких спиц с грузами на концах. Петли позволяют грузам и спицам перемещаться, изменяя центр тяжести устройства и заставляя его вращаться. Однако, когда оно вращается, спицы в верхней части колеса переворачиваются, увеличивая импульс, удерживая его вне баланса и заставляя колесо вращаться бесконечно. Гипотетическое устройство никогда не должно приходить в положение равновесия.Однако быстрое рассмотрение конструкции показывает, что, хотя крутящий момент по часовой стрелке должен быть вызван удлиненными спицами, это компенсируется тем фактом, что больше грузов обеспечивает крутящий момент против часовой стрелки. Обе силы всегда уравновешены, и колесо быстро придет в положение равновесия. Этот принцип предотвращает работу любого устройства этого типа, независимо от того, использует ли оно гравитацию или магнетизм для «приведения в действие» колеса, или даже если движущиеся грузы используют всплеск ртути изнутри наружу колеса, как это было предложено Бхаскарой в 12 th Века.

Чтобы действительно уравновесить колесо (чтобы крутящий момент в одном направлении был больше, чем в другом) и вызвать движение, радиус спиц должен быть изменен на протяжении всего хода колеса. Это нужно было бы делать активно, тем самым потребляя энергию в процессе - и так машина перестала бы быть вечным двигателем. Также важно учитывать колесо во время его движения, поскольку оно может быть помещено в положение перебалансировки, так что математика создает впечатление, что существует общий крутящий момент. [9] Колесо вполне может совершить движение, если оно выведено из равновесия (почти так же, как маятник будет качаться, если его переместить из совершенно вертикального положения), но это движение не продолжается бесконечно и в конечном итоге будет противодействовать.

Колесо с отягощением само по себе давно дискредитировало себя, но уроки, которые оно преподает о силах и осевом движении, широко применимы к другим предлагаемым вечным двигателям. В частности, магнитные двигатели [10], , в которых магниты расположены «сверхбалансированно», демонстрируют такой же эффект.Чистые силы в обоих направлениях точно уравновешиваются, переводя двигатель в положение равновесия. Такие "работающие" двигатели, основанные на силе, являются либо обманом, либо иллюзиями.

Поплавковый ремень [править]

Поплавковый пояс также является обычным явлением в вечном двигателе, где плавучесть используется для извлечения вечной энергии. Шарики плавучие и поднимаются вверх, приводя в действие машину. Даже если предположить, что клапан можно сделать водонепроницаемым, чтобы предотвратить утечку воды из системы, это выйдет из строя, поскольку вода также обеспечивает сопротивление любому объекту, пытающемуся проникнуть в него - при вставке шара внизу вода в колонке будет вытеснена. и толкается вверх, требуя, по крайней мере, столько же энергии, сколько может получить вода, падающая назад / шар, летящий вверх.Это можно просто измерить с помощью устройства, которое проверяет силу, необходимую для проталкивания или протаскивания объекта через воду - чувствительные к воде могут рассчитать поверхностное натяжение, хотя это не основная сила сопротивления. В противном случае лодкам не требовались бы двигатели (и даже если бы на то пошло). Эта сила намного превышает количество силы, полученной от плавучести.

Иногда это сочетается с каким-либо механизмом для наполнения падающих сосудов водой, чтобы заставить их падать с большей силой, однако принцип остается тем же самым: любая вода, падающая вниз, должна быть сначала вытолкнута вверх против силы тяжести .Устройство не может генерировать энергию, необходимую для его работы, не говоря уже о том, чтобы производить полезную избыточную энергию для извлечения.

См. Также [править]

Внешние ссылки [править]

  1. ↑ Другие методы промышленного производства включают паровой риформинг для получения водорода из углеводородов, что, конечно, требует больших затрат тепловой энергии.
  2. ↑ Планеты красных карликов звезд, которые не испытывают фазы красных гигантов, могут постигнуть эту участь в далеком , очень , однако, если они не сорваны со своих орбит до этого из-за проходящих звезд.
  3. ↑ Можете попробовать. Положите соломинку в напиток и прикройте верхний конец соломинки пальцем, поднимая соломинку. Если верхняя часть соломинки плотно закрыта, жидкость не будет вытекать, хотя может образовать каплю, которую можно стряхнуть. Затем попробуйте то же самое с более широкой трубкой (например, трубочкой для чая Боба). Либо он совсем не удерживает жидкость, либо будет намного легче стряхнуть каплю. Это различие связано с тем, что жидкость легче вытекает из широкой трубки, где поверхностное натяжение менее важно.Меньшие трубки обладают лучшим капиллярным действием, но для запуска потока требуется большее «встряхивание» в качестве подводимой энергии.

Ссылки [править]

.

вечных двигателей: работа против физических законов

Почти как только люди создали машины, они попытались создать «вечные двигатели», которые работают сами по себе и работают вечно. Однако устройства никогда не работали и, вероятно, никогда не будут работать так, как надеялись их изобретатели.

«Короче говоря, вечное движение невозможно из-за того, что мы знаем о геометрии Вселенной», - сказал Дональд Симанек, бывший профессор физики Университета Лок-Хейвена в Пенсильвании и создатель Музея неработающих устройств.«Природа не дает примеров вечного движения выше атомного уровня».

Законы термодинамики

Насколько нам известно, вечные двигатели нарушают первый и второй законы термодинамики, сказал Симанек Live Science. Проще говоря, Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, а только преобразована из одной формы в другую. Вечный двигатель должен производить работу без затрат энергии. Второй закон термодинамики гласит, что изолированная система будет двигаться к состоянию беспорядка.Кроме того, чем больше энергии преобразуется, тем больше ее тратится. Вечный двигатель должен обладать энергией, которая никогда не тратится впустую и никогда не приближается к неупорядоченному состоянию.

Тем не менее, нерушимость законов физики не мешает любопытным игнорировать их или пытаться нарушить их. Согласно онлайн-музею Симанека, первые задокументированные вечные двигатели включали колесо, созданное индийским писателем Бхаскарой в 12 веке. Предположительно, он продолжал вращаться из-за дисбаланса, создаваемого контейнерами с ртутью вокруг его обода.Другие попытки включают ветряную мельницу 16-го века, сифоны 17-го века и несколько водяных мельниц.

В то время как большинство попыток использования вечных двигателей были в духе научных изысканий, другие были нацелены на обман и зарабатывание денег. Самая известная мистификация с вечным двигателем была изобретена Чарльзом Редхеффером в 1812 году.

Эпоха чудес и озор

Вечный двигатель Редхеффера очаровал жителей Филадельфии и Нью-Йорка и принес тысячи долларов.Инженеры дважды опровергали его, что в конечном итоге привело к тому, что Редхеффер был изгнан из города, согласно "Perpetual Motion: The History of an Obsession" (Adventures Unlimited, 2015) Артура У.Д.Д. Орд-Юм.

Америка девятнадцатого века была лучшим временем для мистификаций. По словам Кимбрю МакЛеода, автора книги «Шутники: наносят вред в современном мире» (NYU Press, 2014), внимание Эпохи Просвещения к науке, обучению и получению знаний посредством личного опыта и наблюдений привело к тому, что все большее число людей стали искать явления что они могли судить сами.Кроме того, повышение уровня грамотности означало, что все больше людей были знакомы с такими понятиями, как вечный двигатель, и стремились увидеть машину, которая его достигнет.

Но, как писала Барбара Франко в «Кардиффском гиганте: столетняя мистификация», «люди интересовались новыми науками, не понимая их по-настоящему… Публика девятнадцатого века часто не делала различия между популярными и серьезными исследованиями. Они слушали лекции, ходили в театры, посещали музеи любопытства, цирк и собрания возрождения с почти таким же энтузиазмом.«

Эми Ридинг, автор книги« Знак внутри: большое мошенничество, хитрая месть и маленькая история большого мошенничества »(Vintage, 2013), отмечает особую черту американского чувства веселья. им нравится быть вовлеченным в историю, которая, как они знают, может быть неправдой, в любом случае попадаясь на нее, а затем удивляясь, узнав, что их обманули. То, что Редхеффера на самом деле выгнали из города, предполагает, что аудитория начала 1800-х годов, возможно, еще не полностью приняла эту форму развлечения, хотя они будут в последующие десятилетия.

Вечный двигатель волнует Филадельфию

Согласно Орд-Хьюму, историки не знают предысторию Редхеффера до обмана. Он появился на сцене в 1812 году, когда открыл для всеобщего обозрения дом у реки Шуйлкилл. Внутри находилась машина, которая, как он утверждал, могла продолжать двигаться вечно, даже без каких-либо прикосновений или какой-либо другой помощи.

Машина Редхеффера была основана на «предполагаемом« принципе »вечного движения, предполагающем, что постоянная направленная вниз сила в наклонной плоскости может создавать постоянную горизонтальную составляющую силы», - сказал Симанек.Согласно Орд-Хьюму, машина имела маятник с гравитационным приводом с большой горизонтальной шестерней на дне. Другая, меньшая шестерня сцеплена с большей. И большая шестерня, и вал могли вращаться отдельно. На шасси размещены две аппарели, а на аппарелях - грузы. Утяжелители должны были отталкивать большую шестерню от вала, а трение заставляло вал и шестерню вращаться. Вращающаяся шестерня, в свою очередь, приводила в действие сцепленную меньшую шестерню. Если грузы снимались, машина останавливалась.

Согласно Проекту визуального образования, источники расходятся по поводу суммы, которую Редхеффер взимал с ничего не подозревающих филадельфийцев за то, чтобы увидеть его машину. Некоторые говорят, что он взимал 5 долларов, другие говорят, что он взимал 1 доллар, а третьи говорят, что женщин впускали бесплатно или за 1 доллар. Тем не менее, цена не отпугнула очарованную публику, и машина стала сенсацией. На его подлинность были сделаны ставки до 10 000 долларов.

Редхеффер был настолько доволен своей машиной и ее приемом, что лоббировал в штате Пенсильвания средства на постройку более крупной машины.21 января 1813 года государство направило инспекторов для расследования перед раздачей денег. Именно тогда план Редхеффера развалился.

Первое опровержение

Согласно Орд-Хьюму, по прибытии инспекторы увидели, что машина находится в комнате с запертой дверью и отсутствующим ключом. Они могли видеть это только через окно. Один из инспекторов, Натан Селлерс, привел с собой своего сына Коулмана. Молодой Коулман заметил, что шестерни в машине работали не так, как утверждал Редхеффер.Винтики шестерен изношены с изнаночной стороны. Это означало, что вес, вал и шестерня не приводили в движение меньшую шестерню; меньшая передача питала большее устройство.

Натан Селлерс поверил своему сыну и решил, что машина была подделкой. Однако вместо того, чтобы противостоять Редхефферу, он нанял Исайю Люкенса, местного инженера, чтобы построить свой собственный вечный двигатель, который, по словам Орд-Хьюма, будет выглядеть и «работать» так же, как и Редхеффер. Люкенс сконструировал машину, которая выглядела как Редхеффер, но имела на вид прочный плинтус и квадратный кусок стекла наверху.Четыре деревянных навершия, предположительно, декоративные, были на стекле и прикреплены к деревянным столбам. Люкенс поместил на плинтус заводной мотор. Фактически, одним из украшений была заводная головка. Он мог заводиться и приводить в движение мотор весь день. Двигатель вращал вал, который приводил в действие шестерни.

Селлерс и Люкенс показали свою машину Редхефферу, который был потрясен, увидев, что его поддельная машина, казалось бы, работает на самом деле, согласно веб-сайту Хьюстонского университета «Двигатели нашей изобретательности».Он предложил им деньги, чтобы узнать, как это делается. Селлерс и Люкенс не стали осуждать его на месте, а позволили новостям о мистификации распространиться по Филадельфии.

Вечный двигатель движется к Нью-Йорку

Хотя Филадельфия была на стороне Редхеффера, низкие скорости связи той эпохи означали, что Нью-Йорк все еще оставался целью. Редхеффер снова настроил свою машину. И снова он собирал большие толпы. Среди зевак был Роберт Фултон, инженер, известный прежде всего созданием первого успешного коммерческого парохода.Орд-Хьюм пишет, что, когда Фултон увидел машину, он воскликнул: «Да ведь это же кривошипно!»

Фултон заметил, что скорость машины и звук, который она издавала, были неравномерными, как это было бы в случае, если бы ее проворачивали вручную. В некоторых сообщениях говорится, что машина также слегка раскачивалась. Согласно Орд-Хьюму, Фултон обвинил Редхеффера, который взорвался и заявил, что его машина реальна.

Фултон сделал предложение: Редхеффер позволит ему попытаться раскрыть реальный источник энергии машины, а если он не сможет, он заплатит за любой ущерб, причиненный в результате попытки.Редхеффер согласился - вероятно, под давлением толпы посетителей - и Фултон начал отрывать доски от стены рядом с машиной, обнажив кетгутовый шнур. Шнур проходил через стену на верхний этаж. Фултон поспешил наверх и обнаружил, что на стуле сидит старик, одной рукой крутил рукоятку, а другой ел корку хлеба.

Поняв, что их обманули, толпа зрителей уничтожила машину на месте. Редхеффер немедленно покинул город.

Мало что известно о пост-мистификации Редхеффера. Согласно книге Венди Беллион «Гражданин-наблюдатель: искусство, иллюзии и визуальное восприятие в ранней национальной Америке» (University of North Carolina Press, 2011), он построил еще одну машину в 1816 году, но никому не позволил ее увидеть. Он получил патент на него в 1820 году, но ничего не известно ни об устройстве, ни о том, что стало с Редхеффером. Сам патент погиб в результате пожара.

«Невозможность» вечного двигателя

Обман Редхеффера - самая известная в истории попытка вечного двигателя, но далеко не единственная.Однако большинство из них не были созданы для того, чтобы выманивать у публики деньги.

Почему люди продолжают пытаться использовать вечные двигатели, когда все законы физики предполагают, что это невозможно?

«Мне кажется, что их мотивирует неполное понимание физики», - сказал Симанек Live Science. «Взгляд изобретателей вечных двигателей на физику - это набор не связанных между собой уравнений для конкретных целей. Они не в состоянии понять величайшую силу физики - ее логическое единство.

«Например, законы термодинамики не возникают по воле распоряжения. Они выводятся из законов Ньютона и кинетической модели газов и хорошо проверены экспериментально… Нельзя просто отбросить один закон, который вам не нравится. 'без разрушения всей логической структуры физики ".

Симанек отметил, что большинство изобретателей вечных двигателей не верят, что их машины нарушают законы физики. «Некоторые полагают, что не действуют определенные законы, обычно законы сохранения энергии и законы термодинамики.«

« Может ли быть какое-нибудь место, где геометрия (и физика) отличается? »- сказал Симанек. использовать его в наших целях… Это кабинетные спекуляции, и научная фантастика, а не наука ».

Если бы вечный двигатель действительно работал, он должен был бы обладать определенными характеристиками. Он был бы« бесшумным и бесшумным в работе. Он не будет выделять тепла из-за своей работы и не будет излучать никакого излучения, поскольку это будет потеря энергии », - сказал Симанек.Даже в этом случае такая машина не будет работать вечно, потому что «из-за ее вращения ее части будут постоянно ускоряться, и мы знаем, что материя состоит из заряженных частиц, а ускоряющие заряды излучают энергию». Это вызовет изменения в машине, что в конечном итоге замедлит ее работу или остановит.

Тем не менее, «если бы машина могла вращать колесо с постоянной скоростью в течение очень долгого времени, без заметного уменьшения скорости и абсолютно без входной энергии, мы могли бы рассматривать ее для всех практических целей как вечное движение ... Но это было бы бесполезным любопытством, потому что, если бы мы попытались извлечь из него работу, она скоро остановилась бы », - сказал Симанек.

Большинство изобретателей вечных двигателей преследуют другую цель. «Им нужна« сверхединичная »производительность - машина, которая выполняет больше полезной работы, чем затрачиваемая ею энергия», - сказал Симанек. Тогда у вас останется энергия для использования.

Если бы не обман общественности, это могло быть конечной целью Редхеффера. Даже после того, как обман был раскрыт, газеты Филадельфии предположили, что город упустил свой шанс бесплатно использовать водяные насосы, согласно «Двигателям нашей изобретательности».А патент Редхеффера 1820 года был на «машины для получения власти», согласно проекту визуального образования. Но это были скорее желания, чем реальность.

Дополнительные ресурсы

.

Физика вечных двигателей

Что такое вечный двигатель?

Вечный двигатель - это (как следует из названия) машина, которая постоянно движется; это никогда не прекращается. Когда-либо. Итак, если вы создадите его сегодня и запустите, он будет продолжать работать до Большого Замораживания. Назвать это «долгим временем» - значит преуменьшить масштабы эпичности.

Если вы не в курсе, Большое Замораживание - это теоретический конец всего. Это точка, в которой Вселенная расширилась настолько, что достигла состояния нулевой термодинамической свободной энергии.Другими словами, это точка, в которой космос в целом не сможет поддерживать движение. Все пространство-время будет в абсолютном нуле (самая низкая из известных температур, при которой все движение прекращается).

Короче говоря, Большой Заморозок - это, по сути, время вечной, нескончаемой, совершенно неподвижной тьмы. К счастью, этого не произойдет в ближайшие 100 триллионов лет или около того.

В любом случае важно помнить, что настоящий вечный двигатель сможет проработать как минимум столько же.

В Интернете есть множество проектов, которые утверждают, что являются рабочими проектами для вечных двигателей. Если вы посмотрите на эти конструкции, то не будет слишком , чтобы предположить, что некоторые из этих машин могут (при правильной конструкции) двигаться без остановки. И если бы мы могли это сделать, последствия были бы ошеломляющими. По сути, у нас был бы вечный источник энергии. Более того, это будет свободной энергии .

К сожалению, из-за фундаментальной физики нашей Вселенной вечные двигатели невозможны.

Так вот, я знаю, что, вероятно, есть много людей, которые говорят: «В науке никогда не следует говорить« никогда »». И достаточно справедливо. Я допускаю, что новые знания могут прийти; однако для того, чтобы появились вечные двигатели, это новое знание должно сломать физику, которую мы знаем. Мы были бы неправы просто во всем, и почти ни одно из наших наблюдений не имело бы смысла.

Если это не «невозможно», то это настолько близко, насколько это возможно в науке. Итак, давайте разберемся в вечных двигателях и почему мы никогда не сможем их создать.

Физика вечного движения

Первый закон термодинамики - это закон сохранения энергии. В нем говорится, что энергия всегда сохраняется. Это означает, что энергию нельзя ни создать, ни уничтожить. Вместо этого он просто переходит из одной формы в другую. Чтобы машина оставалась в движении, подаваемая энергия должна оставаться в машине без потерь. Уже одним этим фактом невозможно построить вечные двигатели.

Почему? Чтобы построить вечный двигатель, мы должны сделать многое:

1.) 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. Недостаточно сделать поверхность гладкой, потому что нет идеально гладкого объекта. Тепло всегда будет генерироваться, когда две части трутся друг о друга (и это тепловыделение является передачей энергии, т. Е. Движущаяся машина теряет энергии).

2.) Машина должна работать в вакууме (без воздуха): Причина этого связана с причиной, указанной в первой строке. 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 здесь мы говорим 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).

3.) Машина не должна издавать никаких звуков: Звук также является формой энергии; если машина издает какой-либо звук, это означает, что она также теряет энергию.

Давайте просто скажем, что каким-то образом мы можем построить вечный двигатель. Сможем ли мы получить от него энергию? Да, но только до той энергии, которая используется в качестве входа для начала движения. Вечный двигатель в реальной жизни будет просто хранилищем энергии. Мы должны помнить, что энергия не может быть создана; он всегда должен откуда-то исходить.

Итак, если вам удастся построить один, вам понадобится энергия, чтобы начать движение. Это единственная энергия, которую вы сможете собрать, поскольку, как было сказано ранее, энергия не может быть создана. Что-то вроде бессмысленного устройства, правда.

Дополнительная информация от Джетро Андал.

.

Смотрите также

<\br> Карта сайта.