МОУ Гімназія №7
Дослідницька роботапо фізиці
Чи можливе створення вічного двигуна?
Виконала: учениця 10 класу "А"
Жук Дар'я
Керівник: Добродумова Надія Петрівна
вчитель з фізики
Актуальність
Зараз життя людини сповнене різної техніки, що полегшує наше життя. За допомогою машин людина обробляє землю, видобуває нафту, руду, інші корисні копалини, пересувається тощо. Основною властивістю машин є їхня здатність виконувати роботу. Вічний двигун - це такий уявний механізм, який безупинно рухає сам себе і, крім того, робить ще якусь корисну роботу(наприклад, піднімає вантаж). Саме тому протягом багатьох століть людство намагається створити вічний двигун. Але, на жаль, через велику кількість заявок винахідників на видачу патентів на вигадані ними непрацюючі вічні двигуни, низку національних патентних відомств та академій наук зарубіжних країн, вирішили взагалі не приймати до розгляду заявки на винаходи абсолютного двигуна, оскільки це суперечить закону збереження енергії.
Ціль
Вивчити можливість створення вічного двигуна на прикладах непрацюючих моделей вічного двигуна.
Завдання
1) Вивчити літературу на обрану тему
2) Вивчити найвідоміші моделі вічного двигуна, з'ясувати причини їх недовговічності
3) Зробити висновок, спираючись на відібраний матеріал.
Вступ або значення створення вічного двигуна
Що таке вічний мотор?
Види моделей вічного двигуна, прийоми та їх комбінації, на основі яких конструюють вічні двигуни
17 найвідоміших моделей вічного двигуна і чому ці двигуни не працюють
Закони природи, що виключають можливість створення перпетуум-мобіля
Спроби створення вічного двигуна нерідко призводять до плідних відкриттів
Вічний двигун існування, якого вчені не заперечують
Висновок або моє ставлення до піднятої мети
Список використаної літератури
Вступ або значення створення вічного двигуна
Сучасне життялюдини неможлива без використання найрізноманітніших машин, що полегшують його життя. За допомогою машин людина обробляє землю, видобуває нафту, руду, інші корисні копалини, пересувається тощо. Основною властивістю машин є їхня здатність виконувати роботу.
Ось як писав про значення для людства вічного двигуна чудовий французький інженер, Саді Карно: “Загальне та філософське поняття “perpetuum mobile” містить у собі не тільки уявлення про рух, який після першого поштовху триває вічно, але дія приладу чи якогось збору таких , здатного розвивати в необмеженій кількості рушійну силу, здатного виводити послідовно з спокою всі тіла природи, якби вони в ньому знаходилися, порушувати в них принцип інерції, здатного, нарешті, черпати з себе необхідні сили, щоб привести в рух весь Всесвіт, підтримувати і безперервно прискорювати її рух. Таке було б справді створення рушійної сили. Якби це було можливо, то стало б марним шукати рушійну силу в потоках води та повітря, у паливному матеріалі, ми мали б нескінченне джерело, з якого могли б нескінченно черпати”.
У XII-XIII столітті почалися хрестові походи, і європейське суспільство почало рухатися. Стало швидше розвиватися ремесло і вдосконалюватися машини, що рухають механізми. В основному це були водяні колеса і колеса, що рухаються тваринами (конями, мулами, биками, що ходили по колу). Ось і виникла ідея придумати ефективну машину, що рухається дешевшою енергією. Якщо енергія береться з нічого, то вона нічого не варта і це крайній окремий випадокдешевини - задарма.
Ще популярніша ідея вічного двигуна стала у XVI-XVII століттях, в епоху переходу до машинного виробництва. Число відомих проектів вічного двигуна перевалило за тисячу. Створити вічний двигун мріяли як малоосвічені ремісники, а й деякі великі вчені свого часу, оскільки тоді немає принципової наукової заборони створення такого устрою.
Вже в XV-XVII столітті прозорливі дослідники природи, такі як Леонардо да Вінчі, Джироламо Кардано, Симон Стевін, Галілео Галілей сформулювали принцип: «Створити вічний двигун неможливо». Симон Стевін був першим, хто на основі цього принципу вивів закон рівноваги сил на похилій площині, що призвело його, врешті-решт, до відкриття закону складання сил за правилом трикутника (складання векторів).
До середини XVIII століття, після багатовікових спроб створити вічний двигун, більшість учених стали вважати, що це неможливо. То справді був просто експериментальний факт.
З 1775 року Французька академія наук відмовилася розглядати проекти вічного двигуна, хоча й у цей час французькі академіки не мали твердих наукових підстав принципово заперечувати можливість черпати енергію з нічого.
Неможливість отримання додаткової роботи з нічого була твердо обґрунтована лише зі створенням та твердженням як загального та одного з найфундаментальніших законів природи «закону збереження енергії».
Спочатку Готфрід Лейбніц в 1686 сформулював закон збереження механічної енергії. А закон збереження енергії як загальний закон природи сформулювали незалежно Юліус Майєр (1845), Джеймс Джоуль (1843-50) та Герман Гельмгольц (1847).
Що таке вічний мотор?
Вічний двигун (лат. perpetuum mobile) - уявний, але неможливий двигун, який після пуску його в хід здійснює роботу необмежено довгий час. Кожна машина, що діє без припливу енергії ззовні, через деякий проміжок часу повністю витратить наявний у ній запас енергії на подолання сил опору і повинна зупинитися, так як продовження роботи означало б отримання енергії з нічого.
Багато винахідників намагалися побудувати машину - вічний двигун, здатну виконувати корисну роботу без будь-яких змін усередині машини. Усі ці спроби закінчувалися невдачею. Перпетуум-мобіле - це магічна ідея відтворити цей вічний рух у штучній споруді та змусити його працювати як джина, випущеного з пляшки. Нічого дивного, що ідея вічного двигуна має магічну привабливість і в наші дні. Проекти вічного двигуна здаються звичайній людині внутрішньо очевидними, особливо якщо він сам їх вигадав.
Види моделей вічного двигуна, прийоми та його комбінації, з урахуванням яких конструюють вічні двигуни.
Вічний двигун першого роду- уявна, безперервно діюча машина, яка, будучи вкотре запущеною, робила б роботу без отримання енергії ззовні. Вічний двигун 1-го роду суперечить закону збереження та перетворення енергії і тому неможливий.
Вічний двигун другого родууявна теплова машина, яка в результаті здійснення кругового процесу (циклу) повністю перетворює теплоту, одержувану від якогось одного «невичерпного» джерела (океану, атмосфери тощо), на роботу. Дія вічного двигуна 2-го роду не суперечить закону збереження та перетворення енергії, але порушує друге початок термодинаміки, і тому такий двигун неможливий. Можна підрахувати, що з охолодженні світового океану лише однією градус можна отримати енергію, достатню задля забезпечення всіх потреб людства за сучасного її споживання на 14000 років.
Вічний двигун «третього роду». Наукового терміну «вічний двигун третього роду» не існує (це жарт), але існують і досі винахідники, які хочуть отримати енергію з «нічого». Або майже нічого. Тепер «нічого» отримало назву «фізичний вакуум», і вони хочуть видобувати необмежену кількість енергії з «фізичного вакууму». Їхні проекти за простотою та наївністю не поступаються проектам їхніх попередників, які жили сторіччя тому. Нові вічні двигуни отримали назву "Вакуумно-енергетичні установки"; винахідники повідомляють фантастичні ККД подібних двигунів – 400%, 3000%! Їх намагаються створити зараз, на жаль, у шановних конструкторських бюро, що говорить про недостатню підготовку сучасних інженерів у галузі фізики. Обговорення того, чому так відбувається, виходить за межі нашого плаката. Але ці інженери хоча б сумлінно помиляються. На жаль, існує інша категорія авторів вічних двигунів. Це - містифікатори, хитруни та шахраї. Наведемо лише два приклади:
1. Леонардо да Вінчі був не лише великим художником, а й інженером, організатором свят, розважальних атракціонів. Він теж кілька років уперто намагався створити вічний двигун і дійшов висновку, що це неможливо. Ось його слова, дуже важливі розуміння проблеми вічного двигуна, сказані наприкінці XV століття: «Пошук конструкції вічного колеса - джерела вічного руху - можна назвати однією з безглуздих помилок людини. Протягом століть усі, хто мав справу з гідравлікою, військовими машинами та іншим, витрачали багато часу та грошей на пошуки вічного двигуна. Але з усіма ними траплялося те саме, що з шукачами золота (алхіміками): завжди була якась дрібниця, яка заважала успіху. Моя невелика робота принесе їм користь: їм не доведеться більше рятуватися втечею від королів та правителів, не виконавши обіцянки». Незважаючи на таке ясне розуміння неможливості створити вічний двигун, у записниках Леонардо є рядки, які кажуть, що він був готовий представити публіці нібито «працюючу модель» вічного двигуна. У коментарі до малюнка уявного вічного двигуна Леонардо написав: "Зроби модель під великим секретом і широко оголоси про її демонстрацію". Цей вічний двигун був заснований на законі Архімеда і, знаючи, що двигун працювати не буде, Леонардо мав намір організувати непомітний потік «живої води» (тобто рухати двигун непомітно організованим зовнішнім потоком води). Історики здогадуються, чому Леонардо да Вінчі вдавався до містифікації, але факт залишається фактом. Навіть великими дослідниками природи часто рухають не наукові мотиви. Що ж говорити про звичайних інженерів, які, беззавітно вірячи своїй здогаді, втягуються в небезпечну гру з сильними світу цього, намагаючись отримати від них кошти на розробку своїх, в даному випадку нереальних, пристроїв. Часто вони повинні «рятуватися втечею від королів та правителів, не виконавши обіцянки».
2. Ось історія з Петром Першим, який мало не купив за величезні гроші нібито вічний двигун. Петро був видатним організатором промислового виробництва та кораблебудування. Він вникав у технічні деталі більшості проектів, і, природно, його також хвилювала проблема вічного двигуна. У 1715-22 роках Петро витратив багато зусиль, щоб купити вічний двигун професора Орфіреуса. «Самопосувне колесо» Орфіреуса було, ймовірно, найуспішнішою містифікацією вічного двигуна. Винахідник погоджувався продати свою машину лише за 100 тисяч єфимків (талерів), що становило тоді величезну суму. На початку 1725 р. цар хотів особисто оглянути вічний двигун у Німеччині, але невдовзі Петро помер. Ось типовий шлях успішного інженера, що став, хочеться вірити через обставини, шахраєм. Орфіреус народився Німеччини в 1680 р., вивчав богослов'я, медицину, живопис і, нарешті, зайнявся винаходом «вічного» двигуна. До смерті 1745 р. він жив на пристойні доходи, які отримував, показуючи свою машину спочатку на ярмарках, а потім у могутніх покровителів, таких як польський король та ландграф Гессен-Кассельський. Ландграф Гессен-Кассельський влаштовував серйозні випробування вічного двигуна Орфіреуса. Двигун зачинили в кімнаті та запустили, а потім кімнату замкнули, опечатали та поставили охорону. Через два тижні кімнату розкрили, а колесо все ще оберталося "з неослабною швидкістю". Тоді ландграф влаштував ще одне випробування. Машину запустили знову, і тепер упродовж сорока днів у кімнату ніхто не входив. Після розтину кімнати машина продовжувала працювати. Винахідник-шахрай отримав від ландграфа папір, де говорилося, що «вічний двигун» робить 50 оборотів на хвилину, здатний підняти 16 кг на висоту 1,5 м, а також може приводити в дію ковальське хутро і точильне верстат. Тому Петро Перший і зацікавився чудовою машиною. Але не всі вірили Орфіреус. Тому, хто викриє його в шахрайстві, пропонувалася дуже велика премія 1000 марок. Але, як це часто буває, Орфіреус став жертвою домашньої чвари. Він посварився з дружиною та її служницею, які знали таємницю «вічного двигуна». Виявляється, «вічний двигун» дійсно рухався людьми, які непомітно смикали за тонкий шнурок. Цими людьми були брат винахідника та його служниця. Орфіреус був справді дуже гарним винахідником і ризикованою людиною, якщо зміг ховати у закритій кімнаті ландграфа Гессен-Кассельського цих людей кілька тижнів. Адже вони мали, не тільки щось їсти, а й просто ходити в туалет. Характерно, що Орфіреус наполегливо стверджував, що дружина і прислуга донесли на нього по злості: «увесь світ сповнений злих людей, яким вірити дуже неможливо». Посланець Петра Першого бібліотекар і вчений Шумахер, який займався підготовкою угоди з Орфіреусом, писав Петру, що французькі та англійські вчені «ні в що шанують всі ці перепетуї мобілес і кажуть, що воно проти принципів математичних». Це свідчить про те, що вже за сто тридцять років до формулювання закону збереження енергії більшість учених переконані, що вічний двигун створити неможливо.
Вічні двигуни зазвичай конструюють на основі використання наступних прийомів або їх комбінацій:
1). підйом води за допомогою архімедового гвинта;
2). підйом води за допомогою капілярів;
3). використання колеса з вантажами, що не врівноважуються;
4). природні магніти;
5). електромагнетизм;
6). пар або стиснене повітря.
17 найвідоміших моделей вічного двигуна і чому ці двигуни не працюють
Проект 1. Колесо з кулями, що перекочуються.
Ідея винахідника:Колесо з важкими кульками, що перекочуються в ньому. За будь-якого положення колеса вантажі на правій його стороні будуть знаходитися далі від центру, ніж вантажі на лівій половині. Тому права половина повинна завжди перетягувати ліву та змушувати колесо обертатися. Значить, колесо повинне обертатися вічно.
Хоча вантажі на правій стороні завжди далі від центру, ніж вантажі на лівій стороні, число цих вантажів менше рівно настільки, щоб сума сил тяжкості вантажів, помножених на проекцію радіусів, перпендикулярну до напрямку сили тяжіння, праворуч і ліворуч дорівнювали (FiLi = FjLj) .
Проект 2. Ланцюжок куль на трикутній призмі
Ідея винахідника:Через тригранну призму перекинуто ланцюг із 14 однакових куль. Зліва чотири кулі, праворуч – дві. Інші вісім куль врівноважують один одного. Отже, ланцюг прийде у вічне рух проти годинникової стрілки.
Чому двигун не працює:Вантажі надає руху лише складова сили тяжіння, паралельна похилій поверхні. На довшій поверхні більше вантажів, а й кут нахилу поверхні пропорційно менше. Тому сила тяжіння вантажів праворуч, помножена на синус кута, дорівнює силі тяжіння вантажів зліва, помноженої на синус іншого кута.
Проект 3. «Пташка Хоттабича»
Ідея винахідника:Тонка скляна колбочка з горизонтальною віссю посередині впаяна в невелику ємність. Вільним кінцем колбочка майже торкається її дна. У нижню частину іграшки налито трохи ефіру, а верхня, порожня, обклеєна зовні тонким шаром вати. Перед іграшкою ставлять склянку з водою та нахиляють її, змушуючи «попити». Пташка починає двічі-тричі на хвилину нахилятися і занурювати головку в стаканчик. Щоразу, безперервно, вдень і вночі кланяється пташка, поки в склянці не скінчиться вода.
Голова і дзьоб пташки покриті ватою. Коли пташка «п'є воду», вата просочується водою. При випаровуванні води температура голови пташки знижується. У нижню частину тулуба пташки налитий ефір, над яким знаходяться пари ефіру (повітря відкачано). При охолодженні голови пташки тиск пари у верхній частині знижується. Але тиск у нижній частині залишається тим самим. Надлишковий тиск парів ефіру в нижній частині піднімає рідкий ефір трубочкою вгору, голова пташки важчає і нахиляється до склянки.
Як тільки рідкий ефір дотече до кінця трубочки, пари теплого ефіру з нижньої частини потраплять у верхню, тиск парів зрівняється і рідкий ефір потече вниз, а пташка знову підніме дзьоб, захопивши воду зі склянки. Випаровування води починається знову, голова охолоджується і все повторюється. Якби вода не випаровувалась, то пташка б і не рухалася. Для випаровування з навколишнього простору споживається енергія (зосереджена у воді та навколишньому повітрі).
"Справжній" вічний двигун повинен працювати без витрати зовнішньої енергії. Тому пташка Хотабича насправді не є вічним двигуном.
Проект 4. Ланцюжок поплавків
Ідея винахідника:Висока вежа наповнена водою. Через шківи, встановлені вгорі та внизу вежі, перекинутий канат з 14 порожніми кубічними ящиками зі стороною 1 метр. Ящики, що знаходяться у воді, під дією сили Архімеда, спрямованої вгору, повинні послідовно спливати на поверхню рідини, захоплюючи за собою весь ланцюг, а ящики, що знаходяться зліва, спускаються вниз під дією сили тяжіння. Таким чином, ящики потрапляють поперемінно з повітря в рідину та навпаки.
Чому двигун не працює:Ящики, що входять у рідину, зустрічають дуже сильну протидію з боку рідини, причому робота на проштовхування їх у рідину не менше роботи, що здійснюється силою Архімеда при випливанні ящиків на поверхню.
Проект 5. Архімедів гвинт та водяне колесо
Ідея винахідника:Архімедів гвинт, обертаючись, піднімає воду у верхній бак, звідки вона випливає з лотка струменем, що потрапляє на лопатки водяного колеса. Водяне колесо обертає точильний камінь і одночасно рухає, за допомогою ряду зубчастих коліс, той самий гвинт Архімеда, який піднімає воду у верхній бак. Гвинт повертає колесо, а колесо – гвинт! Цей проект, винайдений ще 1575 року італійським механіком Страдою Старшим, потім повторювався у численних варіаціях.
Чому двигун не працює:Більшість проектів вічних двигунів справді могла б працювати, якби не існування сили тертя. Якщо це двигун - повинні бути і рухомі частини, отже, недостатньо двигуну обертати самого себе: потрібно виробляти ще й надмірну енергію для подолання сили тертя, яку ніяк не прибереш.
Проект 6. Оснований на Броунівському рух молекул газу.
Ідея винахідника:Храпове колесо насаджено на вал, і до нього пружиною притискається маленька клямка (собачка). На іншому кінці валу насаджено чотири лопаті, які знаходяться в посудині з газом. Мається на увазі, що пристрій дуже маленький, молекулярного масштабу, з області нанотехнології. Молекули газу безперервно і хаотично бомбардують лопаті, змушуючи вал сіпатися то в один, то в інший бік. Але храповик може повернутися тільки в один бік, тому що собачка не дає йому повернутися в інший бік. Виходить, колесо постійно обертатиметься через Броунівський рух молекул газу. Цей вічний двигун не порушує закону збереження енергії. Він просто використовує енергію теплового руху молекул.
Чому двигун не працює: порушує другий закон термодинаміки
Проект 7. Магніт та жолоба
Ідея винахідника:Сильний магніт міститься на підставці. До неї притулено два похилих жолоби, один під іншим, причому верхній жолоб має невеликий отвір у своїй верхній частині, а нижній на кінці вигнутий. Якщо, міркував винахідник, на верхній жолоб покласти невелику залізну кульку B, то внаслідок тяжіння магнітом A кулька покотиться вгору; однак, дійшовши до отвору, він провалиться в нижній жолоб N, покотиться по ньому вниз, збіжить за закругленням D цього жолоба і потрапить на верхній жолоб M; звідси, притягуваний магнітом, він знову покотиться вгору, знову провалиться через отвір, знову покотиться вниз і знову опиниться на верхньому жолобі, щоб знову розпочати рух спочатку. Таким чином, кулька безупинно бігатиме взад і вперед, здійснюючи «вічний рух». Проект цього магнітного perpetuum mobile описав у XVII столітті англійський єпископ Джон Вілкенс.
Чому двигун не працює:Винахідник думав, що кулька, скатившись по жолобу N до його нижнього кінця, буде володіти швидкістю, достатньою для підняття його вгору по закругленню D. Так було б, якби кулька котилася під дією однієї лише сили тяжкості: тоді б вона котилася прискорено. Але наша кулька знаходиться під дією двох сил: тяжкості та магнітного тяжіння. Останнє за припущенням настільки значно, що може змусити кульку піднятися від положення B до C. Тому за жолобом N кулька скочуватиметься не прискорено, а уповільнено, і навіть досягне нижнього кінця, то, у разі, не накопичить швидкості, необхідної підняття по заокругленню D.
Проект 8. «Вічний водопровід»
Ідея винахідника:Тиск води у великому баку повинен постійно вичавлювати воду трубою у верхню ємність.
Проект 9. Автоматичний підзавод годинників
Ідея винахідника:Основа пристрою - ртутний барометр великих розмірів: чаша з ртуттю, підвішена в рамі, і перекинута над нею шийкою вниз велика колба з ртуттю. Судини укріплені рухомо один щодо іншого; при збільшенні атмосферного тиску колба опускається і чаша піднімається, при зменшенні тиску - навпаки. Обидва рухи змушують обертатися невелике зубчасте колесо завжди в один бік і через систему зубчастих коліс піднімають гирі годинника.
Чому це не вічний двигун?Необхідна для роботи годинника енергія «черпається» з довкілля. По суті, це мало чим відрізняється від вітряного двигуна - хіба що виключно малою потужністю.
Проект 10. Олія, що піднімається по ґнотах
Ідея винахідника:Рідина, налита в нижню посудину, піднімається ґнотами у верхню посудину, що має жолоб для стоку рідини. По стоку рідина падає на лопатки колеса, наводячи його у обертання. Далі масло, що стекло вниз, знову піднімається по ґнотах до верхньої судини. Таким чином, струмінь олії, що стікає по жолобу на колесо, ні на секунду не переривається, і колесо завжди повинно бути в русі.
Чому двигун не працює:З верхньої, загнутої частини ґноту рідина стікати вниз не буде. Капілярне тяжіння, подолавши силу тяжкості, підняло рідину вгору по ґноту - але ж та ж причина утримує рідину в порах намоклого ґноту, не даючи їй капати з нього.
Проект 11. Колесо з вантажами, що відкидаються.
Ідея винахідника:Ідея заснована на застосуванні колеса із неврівноваженими вантажами. До країв колеса прикріплені відкидні палички із вантажами на кінцях. У будь-якому положенні колеса вантажі на правій стороні будуть відкинуті далі від центру, ніж на лівій; ця половина, отже, повинна перетягувати ліву і цим змушувати колесо обертатися. Значить, колесо обертатиметься вічно, принаймні доти, доки не перетретиться вісь.
Чому двигун не працює:Вантажі на правій стороні завжди далі від центру, однак неминуче таке положення колеса, при якому кількість цих вантажів менша, ніж на лівій. Тоді система врівноважується - отже, колесо не обертатиметься, а, зробивши кілька хитань, зупиниться.
Проект 12. Установка інженера Потапова
Ідея винахідника:Гідродинамічна теплова установка Потапова з ККД, що перевищує 400%. Електродвигун (ЕД) надає руху насос (НС), що змушує циркулювати воду по контуру (показано стрілками). Контур містить циліндричну колонку (ОК) та батарею опалення (БТ). Закінчення труби 3 можна підключити до колонки (ОК) двома способами: 1) центру колонки; 2) по дотичній до кола, що утворює стінку циліндричної колонки. При підключенні за способом 1 кількість тепла, що віддається воді, дорівнює (з урахуванням втрат) кількості тепла, що випромінюється батареєю (БТ) в навколишній простір. Але як тільки відбувається підключення труби за способом 2, кількість випромінюваного акумулятором (БТ) тепла збільшується в 4 рази! Вимірювання, проведені нашими та зарубіжними фахівцями, показали, що при підведенні 1 кВт до електродвигуна (ЕД) батарея (БТ) дає стільки тепла, скільки мало б виходити при витраті 4 кВт. При підключенні труби за способом 2 вода в колонці (ОК) отримує обертальний рух, і саме цей процес призводить до збільшення кількості тепла, що віддається батареєю (БТ).
Чому двигун не працює:Описану установку справді було зібрано в НВО «Енергія» і, за твердженням авторів, працювало. Винахідники не ставили під сумнів правильність закону збереження енергії, але стверджували, що двигун черпає енергію із «фізичного вакууму». Що неможливо, тому що фізичний вакуум має найнижчий із можливих рівнів енергії і черпати з нього енергію не можна.
Найбільш ймовірним є більш прозове пояснення: має місце нерівномірний нагрівання рідини по перерізу труби і через це виникають помилки у вимірі температури. Не виключено також, що енергія без волі винахідників «закачується» в установку з електричного ланцюга.
Проект 13. З'єднання динамо-машини з електромотором
Ідея винахідника:Шківи електромотора і динамо-машини з'єднані приводним ременем, а дроти від динамо підвести до двигуна. Якщо динамо-машині дати початковий імпульс, то породжений нею струм, надходячи у двигун, приведе його в рух; енергія ж руху двигуна передаватиметься ременем шківу динамо-машини і приведе її в рух. Таким чином, - вважають, винахідники, - машини рухатимуть одна одну, і рух це ніколи не припиниться, поки обидві машини не зносяться.
Чому двигун не працює:Навіть якби кожна зі з'єднаних машин мала стовідсотковий коефіцієнт корисної дії, ми могли б змусити їх вказаним чином безупинно рухатися тільки при повній відсутності тертя. З'єднання названих машин (їхній «агрегат», висловлюючись мовою інженерів) являє собою по суті одну машину, яка сама себе надає руху. За відсутності тертя агрегат, як і будь-який шків, рухався б вічно, але користі від такого руху не можна було б отримати ніякої: варто змусити «двигун» робити зовнішню роботуі він негайно зупинився б. Перед нами було б вічне рух, але не вічний двигун. При наявності тертя агрегат не рухався б зовсім.
Проект 14. Оснований на архімедовому гвинті
Ідея винахідника:деталь LM є дерев'яним циліндром, в якому вирізаний спіральний жолоб. У пристрої цей циліндр закривається жерстяними пластинами AB. Три водяні колеса відзначені літерами H, I, K, а розташований унизу резервуар із водою - літерами CD. При обертанні циліндра вся вода, яка піднімається ним з резервуара вгору, надходитиме в посудину E, а з цієї посудини виливатися на колесо H і, отже, обертатиме колесо і весь гвинт в цілому. Якщо для обертання гвинта кількість води, що падає на колесо H, виявиться недостатнім, тоді можна буде використовувати воду, що стікає з цього колеса в посудину F і потрапляє далі на колесо I. Внаслідок цього сила дії води подвоїться. Якщо ж цього виявиться недостатньо, тоді вода, що надходить на друге колесо I, може бути направлена в посудину G і на третє колесо K. Цей каскад можна продовжити, встановивши таку кількість додаткових коліс, яке дозволяють розміри всього пристрою.
Чому двигун не працює:Пристрій не працюватиме з двох причин. По-перше, вода, яка піднімається нагору, не утворює скільки-небудь значного потоку, що спрямовує потім униз. По-друге, цей потік навіть у вигляді каскаду не здатний обертати гвинт.
Проект 15. Заснований на законі Архімеда
Ідея винахідника:Частина дерев'яного барабана, укріпленого на осі, постійно занурена у воду. Якщо справедливий закон Архімеда, то занурена у воду частина повинна спливати і, якщо сила виштовхує більше сили тертя на осі барабана, обертання ніколи не припиниться.
Чому двигун не працює:Барабан не зрушить з місця. Напрямок діючих сил завжди будуть по перпендикуляру до поверхні барабана, тобто по радіусу до осі. З повсякденного досвіду кожен знає, що неможливо змусити обертатися колесо, прикладаючи зусилля вздовж радіуса колеса. Щоб викликати обертання, треба прокласти зусилля перпендикулярно до радіусу, тобто щодо колу колеса. Тепер уже неважко зрозуміти, чому й у цьому випадку закінчиться невдачею спроба здійснити «вічний» рух.
Проект 16. Оснований на притягування магнітів
Ідея винахідника:Сталева куля C постійно притягується до магніту B, розташованого так, що під його впливом обертається колесо зі щілинами на обід. (див. мал.) Поки куля рухається, обертається та колесо.
Чому двигун не працює:сила тяжіння та магнітне тяжіння врівноважують один одного.
Проект 17.Радий годинник
Цей «радієвий годинник» був продемонстрований публіці в 1903 році Джоном Вільямом Стреттом (лорд Релей). За рік він отримав Нобелівську преміюпо фізиці.
Ідея винахідника:Невелика кількість солі радію поміщена у скляній трубці (A), яка зовні покрита провідним матеріалом. В кінці трубки є латунний ковпачок, з якого висять пара золотих пелюсток. Все це знаходиться в скляній колбці, з якої викачано повітря. Внутрішня поверхня колбочки покрита провідною фольгою (B), яка заземлена через дротом (C).
Негативні електрони (бета-промені), що випромінює радій, проходять через скло, залишаючи центральну частину позитивно зарядженою. В результаті золоті пелюстки, відштовхуючись один від одного, розходяться. Коли вони стосуватимуться фольги, відбудеться розряд, пелюстки опускаються і цикл починається знову. Період напіврозпаду радію 1620 років. Тому такий годинник може працювати багато і багато століть без видимих змін.
Свого часу радієвий годинник був справжнім перпетуум-мобілем, оскільки природа ядерної енергії не була відома, і було незрозуміло, звідки береться енергія. З розвитком науки стало ясно, що закон збереження енергії все одно тріумфує, і ядерна енергія також підпорядковується цьому закону, як і всі інші форми енергії.
Чому двигун не використовують: Потужність цього двигуна, скоєна ним в секунду, така мізерна, що ніякий механізм не може приводитися в дію. Щоб досягти скільки-небудь дотикових результатів, необхідно мати набагато більший запас радію. Якщо пригадаємо, що радій – надзвичайно рідкісний і дорогий елемент, то погодимося, що такий двигун подібного роду виявився б надто руйнівним.
Закони природи, що виключають можливість створення перпетуум-мобіля
Щоб вічний двигун міг працювати, він повинен сам забезпечувати себе енергією. Інакше кажучи, він повинен виробляти її в достатній кількості, не маючи жодного зовнішнього джерела. Уявіть, що потрібно розрахувати баланс енергії, що витрачається на здійснення того чи іншого виду роботи, чи це рух океанського лайнера, чи забивання цвяхів, чи політ із надзвуковою швидкістю. У будь-якому разі кількість витраченої енергії завжди має бути дорівнює кількості енергії виробленої або виділилася в результаті виконання роботи. Енергія, яку ми не зовсім точно називаємо втраченою, насправді не зникає. Просто вона переходить в іншу форму, при цьому виключається можливість її подальшого перетворення на механічну або електричну енергію. Так виходить через те, що в результаті тертя відбувається нагрівання, і частина енергії виділяється у вигляді тепла. І це, взагалі кажучи, справедливо для втрат будь-якого виду енергії, бо вони, зрештою, завжди перетворюються на тепло. Цю ж думку можна висловити й іншими словами: завжди загальна кінцева сума енергії дорівнює її загальній початковій сумі. Енергія немає і не зникає, але перетворюється на іншу форму, іноді малокорисну чи зовсім марну. Наприклад, тепло, що виділяється в двигуні внутрішнього згоряння, - непотрібний і тим не менш неминучий продукт перетворення енергії. Його можна використовувати, скажімо, для обігріву салону автомобіля, але зробимо ми це або не зробимо - все одно частина роботи, що здійснюється двигуном, буде витрачатися на теплові втрати. Все, про що говорилося вище, і є суть найважливішого закону природи - закону збереження енергії, або першого початку термодинаміки. Ми вже говорили, що вічний двигун повинен виконувати корисну роботу, не маючи жодних зовнішніх джерел енергії. Простіше сказати, в ньому не повинно спалюватись паливо і до нього не повинні прикладатися механічні зусилля. Існує ряд свідчень, що саме пошуки такої машини, що не реалізується, заклали фундамент механіки як науки. Великі вчені минулого прийняли як аксіому неможливість створення перпетуум-мобіле і тим допомогли пробитися паросткам нової науки.
Іноді легко довести непридатність того чи іншого проекту вічного двигуна і тим самим показати, що цей конкретний спосіб його реалізації не призведе до бажаного результату. Але це зовсім не означає, що автоматично виключається можливість побудови перпетуум-мобілі іншими засобами. Тому, доки був чітко сформульований закон збереження енергії, неможливість створення механічного вічного двигуна, встановлена багатовіковим досвідом, зовсім не означала неможливість створення, скажімо двигуна хімічного. Звичайно, безплідність пошуків вічного руху визнавалася ще до того, як цей закон став надбанням науки. Однак ця думка ґрунтувалася не на деяких загальних положеннях, а на аналізі принципу дії окремих "машин вічного руху". Ретельний розгляд чергового проекту завжди виявляв якісь теоретичні помилки, через які двигун не міг працювати, а претензії винахідника виявлялися неспроможними.
У розробку загальноприйнятого нині критерію нездійсненності вічного руху, який проголошує неможливість створення енергії з нічого, зробили свій внесок філософи, математики, інженери. Закон збереження енергії став неминучим перешкодою для винахідників перпетуум-мобілі. І всі спроби подолати цю перешкоду закінчувалися крахом. Але незабаром було сформульовано ще загальне становище , що отримала назву другого початку термодинаміки Це початок, кажучи дещо спрощено, говорить, що тепло не може збільшуватися мимовільно; інакше кажучи, якщо більш нагріте тіло привести в контакт з менш нагрітим, то спостерігатиметься вирівнювання температур, а не збільшення їхньої різниці. Це явище (вирівнювання температур) тривалий час не мало теоретичного пояснення. Вперше сформульоване німецьким фізиком Рудольфом Юліусом Еммануелем Клаузісом (1822-1888), другий початок термодинаміки мало суто емпіричний характер. Правда, вказувалося на аналогію між зміною температури контактованих тіл і потоком води, що тече вниз під дією власної тяжкості, але ситуація ускладнювалася тим, що не вдавалося встановити, які зовнішні сили керують цим тепловим процесом. Тому хоча експеримент завжди виявляв зменшення температури, аж до останньої чверті минулого століття висловлювалися сумніви щодо загальності другого початку термодинаміки. Більше того, деякі вчені намагалися довести, що є випадки, що порушують справедливість цього початку. У 1875 році побачила світ знаменита «Теорія теплоти» Максвелла, в якій стверджувалося, що характер дії другого початку термодинаміки може бути уточнений наступним уявним експериментом. Якщо уявити якийсь пристрій, яке сортувало б молекули з їхньої швидкості, можна було б без витрати і не порушуючи закону збереження енергії нагрівати одну половину деякого обсягу газу та охолоджувати другу. Результатом цього уявного експерименту буде збільшення тепла в одній частині судини з газом і зменшення в іншій. Видозмінений таким чином другий початок термодинаміки набув ймовірнісного, а не детермінованого характеру. Наприкінці минулого століття фізики Больцман та Планк заклали наукові засади цього питання. Больцман, зокрема, показав, що мимовільне вирівнювання температур двох тіл є результатом переходу молекул цих тіл з менш ймовірного в більш ймовірний стан. Гіпотетична передача тепла у напрямку від менш нагрітого тіла до більш нагрітого у світлі цього доказу можлива, але малоймовірна. Це положення можна проілюструвати найпростішим прикладом. Закон дифузії газів дуже близький до закону теплоперенесення, оскільки в процесі дифузії молекули газів рівномірно розподілити. Якщо газ не впливати ззовні, то спостерігатиметься тенденція до вирівнювання його щільності. Було б щонайменше дивно, якби газ, що спочатку володів рівномірною щільністю, раптом став би накопичуватися в одній частині судини, залишаючи при цьому незаповнений простір в іншій його частині. Аналогічне дуже малоймовірне явище відбувалося б із теплом, що переходить від менш нагрітого до більш нагрітого тіла. Давайте тепер припустимо, що існує крихітна судина, що містить всього дві молекули, по одній у кожній половині судини. Молекули ці знаходяться в безперервному русі, ударяючись об стінки і безладно проскакуючи вперед і назад із однієї частини судини до іншої. При цьому очевидно, існують чотири можливі варіантирозташування молекул у просторі:
A-B, A-A, AB<--0, 0-->AB.
У двох варіантах із чотирьох в одній половині судини виникає вакуум. Отже, ймовірність такої події дорівнює 1/2, і очікується, що половину часу одна частина судини буде порожньою. Зі збільшенням числа молекул ймовірність появи вакууму різко падає. При загальному числі молекул, що дорівнює n, ймовірність того, що половина судини виявиться порожньою, становитиме (1/2)n-1. Майже число молекул величезне, тому можливість такої події близька до нуля. Так, для реального випадку, коли різниця тисків у двох половинах одного кубічного сантиметра газу не перевищує одного відсотка, ймовірність виникнення вакууму у якійсь половині цього кубика мізерна, мала; така подія може статися один раз за 101016 років! І хоча ці міркування виглядають досить вражаючими, одну обставину все ж таки необхідно пояснити. Не слід думати, що якщо виникнення вакууму - подія настільки рідкісна, то нам дійсно доведеться чекати на його появу багато мільйонів років. Вакуум може утворитися і за хвилину! Більш того, вакуум може виникнути двічі протягом хвилини, але дуже короткий час. Доктор Хейл із бюро стандартів США припустив, що подібна система доказів могла б привести нас до аналогічного висновку про можливість мимовільної появи помітної різниці температур у певному обсязі газу. Відомо, що температура визначається швидкістю руху молекул. При температурі, що вважається постійною, швидкості окремих молекул газу не однакові. Однак усі вони статистично розподілені біля тієї середньої величини, Яка завжди залишається незмінною. Давайте знову розглянемо мікроскопічну судину, в якій знаходиться всього чотири молекули. Нехай цього разу дві молекули F1 та F2 швидкі, а дві інші молекули S1 та S2 повільні. Припускаючи, що змін у щільності газу немає, ми отримаємо шість різних варіантів розташування молекул у посудині:
F1S1 - F2S2F2S1 - F1S2F1S2 - F2S1F2S2 - F1S1S2S1 - F1F2F1F2 - S1S2
Перші чотири випадки - це випадки, коли в обох половинах судини температура газу однакова, оскільки сучасні вимірювальні прилади дають її усереднене значення. У двох останніх випадках спостерігається різниця температур; ймовірність їх виникнення чотирьох молекул дорівнює 1/3.
Зі збільшенням числа молекул ймовірність появи скільки-небудь помітної різниці температур у двох частинах нашої гіпотетичної судини різко зменшується. Слід також мати на увазі, що в будь-якому обсязі газу, температуру якого ми в змозі виміряти або проконтролювати, температура кожної окремої малої його частини постійно коливається щодо градувальної кривої приладу, і в цілому газ настільки ж не однорідний за температурою, як і поверхня океану не є абсолютно рівною.
Отже, можливість появи помітної різниці температур у газі дуже мала. Але все ж таки вона існує, і, отже, слід не тільки визнати можливість переходу тепла від менш нагрітого тіла до більш нагрітого, але й погодиться з тим, що такий перехід безперервно здійснюється, щоправда, у таких незначних масштабах, що ми навряд чи зможемо його. спостерігати. Тому, як стверджував німецький філософ Карл Християн Планк (1819-1880), існує ймовірність, хоч і дуже незначна, що в чайнику, поміщеному над вогнем, замерзне вода.
Визнання вченими можливості, по-перше, переходу тепла від менш нагрітого тіла до більш нагрітого і, по-друге, виникнення при цьому незначної, але все ж таки помітної зміни температури та щільності послужило основою для подальших міркувань. Виникло питання про те, чи не можна створити пристрій, в якому в результаті подібних змін поступово збільшувався б перепад температур, за рахунок якого можна було б надалі робити корисну роботу? Питання це виникло років вісімдесят тому, а саме цей гіпотетичний пристрій увійшов у науку під назвою вічного двигуна другого роду. Таку назву вона отримала тому, що мало виконувати роботу, не виробляючи енергії і всупереч другому початку термодинаміки.
Проект пристрою був спочатку запропонований парижанином Ліппманом у 1900 році, а потім у 1907 Сведбергом з міста Упсала (Швеція). У 1912 року Смолуховський опублікував розгорнуте теоретичне обговорення цієї проблеми. Він показав, що навряд чи варто сподіватися, ніби за допомогою пристрою, що містить молекули газу, вдасться накопичувати ці рідкісні «відступи» від другого початку, оскільки будь-який подібний пристрій сам по собі буде схильний до змін на молекулярному рівні. Постійне перерозподіл швидкостей руху молекул знищить всі перепади температури, які передбачалося накопичувати в пристрої і, які принципово необхідні для його роботи.
Цей доказ видається вельми переконливим, хоч і бентежним. Чудовий висновок, що з нього: друге початок термодинаміки для високих проміжків часу справедливо лише статистичному сенсі.
Цікаво, що через тринадцять років, у березні 1925 року, виступаючи перед співробітниками американського бюро стандартів, професор Дебай заявив: для узгодження явища інтерференції світла з квантовою теорією необхідно припустити, що закон збереження енергії вірний лише у статистичному сенсі. На його думку, у дуже короткі проміжки часу енергія може створюватися, а протягом тривалого часу її середнє значення залишатиметься незмінним. У припущенні Дебая міститься прихований натяк на те, що вічний рух першого роду, тобто справжнє створення енергії, є якоюсь «науковою ймовірністю» і навіть «можливістю».
Спроби створення вічного двигуна нерідко призводять до плідних відкриттів
Прекрасним прикладом може бути той спосіб, з допомогою якого Стевін, чудовий вчений голландський кінця XVI і початку XVII століття, відкрив закон рівноваги сил на похилій площині. Цей математик заслуговує на значно більшу популярність, ніж та, яка випала на його частку, тому що він зробив багато важливих відкриттів, якими ми тепер постійно користуємося: винайшов десяткові дроби, ввів у алгебру вживання показників, відкрив гідростатичний закон, згодом знову відкритий Паскалем.
Закон рівноваги сил на похилій площині він відкрив, не спираючись на правило паралелограма сил, тільки за допомогою креслення, який тут відтворено.
Через тригранну призму перекинуто ланцюг із 14 однакових куль. Що станеться з цим ланцюгом? Нижня частина, що звисає гірляндою, врівноважується сама собою. Але решта двох частин ланцюга - чи врівноважують один одного? Іншими словами: чи праві дві кулі врівноважуються лівими чотирма? Звичайно, так, - інакше ланцюг сам собою вічно біг би справа наліво, тому що на місце сковзлих куль щоразу поміщалися б інші, і рівновага ніколи б не відновилося. Але оскільки ми знаємо, що ланцюг, перекинутий вказаним чином, зовсім не рухається сам собою, то, очевидно, дві праві кулі справді врівноважуються чотирма лівими. Виходить наче диво: дві кулі тягнуть з такою ж силою, як і чотири.
З цього уявного дива Стевін вивів важливий закон механіки. Він міркував так. Обидва ланцюги - і довга і коротка - важать по-різному: один ланцюг важчий за інший у стільки ж разів, у скільки разів довга грань призми довша за короткий. Звідси випливає, що і взагалі два вантажі, пов'язані шнуром, врівноважують один одного на похилих площинах, якщо їх ваги пропорційні довжинам цих площин.
В окремому випадку, коли коротка площина прямовисна, ми отримуємо відомий закон механіки: щоб утримати тіло на похилій площині, треба діяти в напрямку цієї площини силою, яка в стільки разів менша за вагу тіла, у скільки разів довжина площини більша за її висоту.
Так, виходячи з думки про неможливість вічного двигуна, було зроблено важливе відкриття в механіці. Крім цього, Симон Стевін зробив багато глибоких, піонерських робіт у фізиці та математиці. Він обґрунтував і ввів у оборот у Європі десяткові дроби, негативні корені рівнянь, сформулював умови існування кореня в даному інтервалі та запропонував спосіб його наближеного обчислення. Стевін був, напевно, першим прикладним математиком, який доводив свої обчислення до числа. Аби вирішити конкретних практичних завдань він постійно розвивав прикладні обчислення. До них Стевін відносив і бухгалтерію як науку про раціональне господарювання, тобто він стояв біля витоків математичних методів в економіці. Стевін вважав, що «мета бухгалтерського обліку – визначення всього народного багатства країни». Він був суперінтендантом з військових та фінансових питань у великого полководця, творця сучасної регулярної армії Моріца Оранського. Його посада в сучасних термінах- «заступник командувача тилу».
Живе у Самарі найцікавіша людина – винахідник Олександр Степанович Фабристов, якому нині перевалило за 80 років. Ще в молодості він захопився ідеєю вічного двигуна, багато написав його конструкцій, створив багато зразків, але все невдало. І лише років 10 тому створив, нарешті, пристрій, який він називає "вічний двигун", і який, як він переконаний, здатний виробляти "безкоштовну" енергію тільки за рахунок сил гравітації. Його пристрій не такий вже й хитро по конструкції і складається з 8 металевих «склянок», укріплених на хрестовині, зі свинцевих куточків, храповиків і двох шестерних дуг. «Стакан», прикріплений до хрестовини, рухається по колу, проходить через одну дугу – косинець усередині переміщається і силове плече стає більшим. Проходить через іншу – косинець встає на колишнє місце. Отже, виходить, що з чотирьох «склянок» з одного боку маса значно більше, ніж з склянок з іншого, через дії сил гравітації. На жаль, його «вічний двигун» не запатентований, і не апробований, так як і наш російський інститут патентної експертизи не приймає до розгляду проекти таких двигунів. Створити ж досвідчений зразок винахіднику - самотньо не під силу, а промисловим підприємствам начебто й непристойно займатися різними вигадками. Адже, за ідеєю, це екологічно чистий двигун, що не псує ландшафт і природу, не забруднює атмосферу.
Простежуючи історію, можна помітити, що одні винахідники та вчені гаряче вірили у можливість створення вічного двигуна, інші – завзято чинили опір цьому, відшукуючи все нові істини. Галілео Галілей, доводячи, що будь-яке тіло, що має тяжкість, не може піднятися вище того рівня, з якого воно впало, відкрив закон інерції. Таким чином, користь науки йшла як з боку віруючих, так і невіруючих. Відомий фізик, академік Віталій Лазаревич Гінзбург вважав, що, по суті, ідея вічного двигуна була науковою. Чи погано, чи добре, але вона готувала благодатний ґрунт майбутнім натуралістам для розуміння більш високих істин. Як добре сказав томський професор, філософ А.К.Сухотін: "... неухильно підігріваючи інтерес, ідея вічного двигуна стала свого роду ідейним двигуном вічного згоряння, що підкидає свіжі поліна в топки, що шукає думки".
Тим часом, через велику кількість заявок винахідників на видачу патентів на вигадані ними вічні двигуни, низку національних патентних відомств та академій наук зарубіжних країн (зокрема, Паризька академія наук прийняла заборону ще у 17-му столітті), вирішили взагалі не приймати до розгляду заявки на винаходи абсолютного двигуна, оскільки це суперечить закону збереження енергії.
Всесвітньо відомий у галузі механіки радянський академік Борис Вікторович Раушенбах вважає такі рішення наукових організацій помилковими та шкідливими для подальшого розвитку науки. Він стверджує, що наука повинна глибоко досліджувати, доводити і терпляче роз'яснювати, а не припиняти і, тим більше, не забороняти будь-які винаходи («не накидати вуздечку на дослідницьку активність, куди вона не витрачалася»). Зрозуміло, що принцип збереження енергії жодними конструкціями вічних двигунів не похитнути, але можливі уточнення, з'ясування сфер його застосування та перетину з іншими фізичними принципами. Відкрилося ж, наприклад, що цей закон комбінується із законом збереження маси і такий прояв пішов на користь глибшого осмислення цих двох законів.
Вічний двигун, існування якого вчені не заперечують
Є один справжній вічний двигун, наявність якого не заперечується наукою. Це сам Всесвіт.
За сучасними уявленнями, у Всесвіті було початок. Все почалося з Великого Вибуху близько 15 мільярдів років тому. А що було раніше? Наука зазвичай відповідає, що це питання не має сенсу, тому що час народився одночасно з Всесвітом, і для особливої точки Великого Вибуху немає поняття «раніше», як немає поняття «південніше» для Південного полюса. Можливо, ця відповідь вас не задовольнить. Тоді доведеться відправити вас до блаженного Августина. Кажуть, на питання маловірних, що робив Бог до того, як він створив час, блаженний Августин відповідав, що Бог проектував спеціальне пекло для тих, хто згодом ставитиме подібні запитання.
Після Великого Вибуху і досі Всесвіт постійно розширюється. Під час цього розширення енергія всіх частинок Всесвіту зменшується. Це можна побачити так. Виділимо дуже велику «космічну комірку» і подивимося, як вона розширюється. На неї впливатимуть інші частини Всесвіту, оскільки, наприклад, світло, випромінюване цими частинами, через деякий час прийде в наш космічний осередок. Як урахувати цей вплив? На великих масштабах Всесвіт однорідний. Це означає, що світло, випромінюване рештою осередків, нічим не відрізняється від того, що випромінюється в нашому осередку (як і будь-яка інша форма енергії). Тому можна подумки прибрати всі інші осередки Всесвіту, зате уявити, що наш космічний осередок оточений стінками, що ідеально відбивають, які відображають все, що випромінюється або рухається всередині осередку. Таким чином, вплив інших частин Всесвіту замінюється самовпливом вмісту космічного осередку. Якщо осередок досить великий і Всесвіт однорідний, ця заміна виправдана.
Але випромінювання чинить тиск на стінки осередку і при розширенні робить роботу. Отже, жителі космічного осередку втрачають енергію, як і молекули газу втрачають енергію, що вони виштовхують поршень з циліндра. Але є велика різниця. Енергія молекул перетворюється на кінетичну енергію циліндра. А у випадку Всесвіту у всіх осередках відбувається те саме, всі вони втрачають енергію. Куди йде ця енергія? Нікуди. Вважається, що закон збереження енергії не застосовується для Всесвіту загалом.
Втім, це може означати лише неповноту наших знань про Всесвіт. Деякі вчені вважають, що втрачена енергія перетворюється на гравітаційну енергію і повна енергія Всесвіту все одно зберігається. Однак визначення гравітаційної енергії Всесвіту не так просто і досі викликає спекотні суперечки
Висновок або моє ставлення до піднятої мети
Перпетуум мобіле - вічний двигун - романтична мрія подвижників, які намагалися дати людству безмежну владу над природою, омріяне джерело збагачення для шарлатанів та авантюристів; сотні, тисячі проектів, що так ніколи не здійснені; хитромудрі механізми, які, здавалося, ось-ось мали заробити, але чомусь залишалися в нерухомості; розбиті долі фанатиків, обдурені надії меценатів... Але чому все це відбувалося? Через незнання елементарних фізичних законів, через бажання нічого отримати все. До цього часу до патентних бюро надходять заявки з пристроями, які по суті є вічними двигунами. Мабуть, у самій ідеї вічного двигуна криється якась таємниця, що змушує людей шукати і шукати його секрет. Але, видно, так влаштована людина...
Особисто я стаю, що створення абсолютно вічного двигуна неможливо через елементарні правила фізики. Але створення двигуна, який працюватиме хоча б століття безупинно, на мою думку, цілком цікаве і рішуче завдання.
Список використаної літератури
1. Іхак-Рубінер Ф. Вічний двигун. М., 1922.
2. Кабардін О. Ф. Фізика: Довідкові матеріали. М., 1991.
3. Короткий політехнічний словник. М., 1956.
4. Орд-Хьюм А. Вічний рух. М., 1980.
5. Перельман Я. І. Цікава фізика. М., 1991.
Слайд 1
Слайд 2
Слайд 3
Слайд 4
Слайд 5
Слайд 6
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
Слайд 10
Слайд 11
Слайд 12
Слайд 13
Слайд 14
Слайд 15
Слайд 16
Слайд 17
Слайд 18
Слайд 19
Слайд 20
Слайд 21
Слайд 22
Слайд 23
Слайд 24
Слайд 25
Слайд 26
Слайд 27
Слайд 28
Слайд 29
Слайд 30
Презентацію на тему "Створення вічного двигуна" можна скачати безкоштовно на нашому сайті. Предмет проекту: фізика. Барвисті слайди та ілюстрації допоможуть вам зацікавити своїх однокласників чи аудиторію. Для перегляду вмісту скористайтесь плеєром, або якщо ви хочете завантажити доповідь - натисніть відповідний текст під плеєром. Презентація містить 30 слайдів.
Слайди презентації
Слайд 1
ПРЕЗЕНТАЦІЮ З ФІЗИКИ на тему: «СТВОРЕННЯ ВІЧНОГО ДВИГУНА»
Підготувала Учениця 10 клас МОУ ЗОШ п. Гаврилове Басс Людмила
Слайд 2
"Загальне і філософське поняття "perpetuum mobile" містить у собі не тільки уявлення про рух, який після першого поштовху триває вічно, але дія приладу або якогось збору таких, здатного розвивати в необмеженій кількості рушійну силу, здатну послідовно виводити з спокою всі тіла природи, якби вони у ньому перебували, порушувати у яких принцип інерції, здатного, нарешті, черпати із себе необхідні сили, аби надати руху весь Всесвіт, підтримувати і безперервно прискорювати його рух».
СТВОРЕННЯ ВІЧНОГО ДВИГУНА
Саді Карно
Слайд 3
У XII-XIII столітті почалися хрестові походи, і європейське суспільство почало рухатися. Стало швидше розвиватися ремесло і вдосконалюватися машини, що рухають механізми. В основному це були водяні колеса і колеса, що рухаються тваринами (конями, мулами, биками, що ходили по колу). Ось і виникла ідея придумати ефективну машину, що рухається дешевшою енергією. Якщо енергія береться з нічого, вона нічого не варта і це крайній окремий випадок дешевизни - даремно.
значення створення вічного двигуна
Слайд 4
Вже в XV-XVII столітті прозорливі дослідники природи, такі як Леонардо да Вінчі, Джироламо Кардано, Симон Стевін, Галілео Галілей сформулювали принцип: «Створити вічний двигун неможливо». Симон Стевін був першим, хто на основі цього принципу вивів закон рівноваги сил на похилій площині, що призвело його, врешті-решт, до відкриття закону складання сил за правилом трикутника (складання векторів).
Слайд 5
Слайд 6
З 1775 року Французька академія наук відмовилася розглядати проекти вічного двигуна, хоча й у цей час французькі академіки не мали твердих наукових підстав принципово заперечувати можливість черпати енергію з нічого. Неможливість отримання додаткової роботи з нічого була твердо обґрунтована лише зі створенням та твердженням як загального та одного з найфундаментальніших законів природи «закону збереження енергії».
Слайд 7
Слайд 8
Вічний двигун (лат. perpetuum mobile) - уявний, але неможливий двигун, який після запуску його в хід здійснює роботу необмежено довгий час. Кожна машина, що діє без припливу енергії ззовні, через деякий проміжок часу повністю витратить наявний у ній запас енергії на подолання сил опору і повинна зупинитися, так як продовження роботи означало б отримання енергії з нічого.
Що таке вічний мотор?
Слайд 9
Вічний двигун першого роду - уявна, безперервно діюча машина, яка, будучи вкотре запущеною, робила б роботу без отримання енергії ззовні. Вічний двигун 1-го роду суперечить закону збереження та перетворення енергії і тому неможливий.
Види моделей вічного двигуна
Слайд 10
Вічний двигун другого роду уявна теплова машина, яка в результаті здійснення кругового процесу (циклу) повністю перетворює теплоту, одержувану від якогось одного «невичерпного» джерела (океану, атмосфери тощо), на роботу. Дія вічного двигуна 2-го роду не суперечить закону збереження та перетворення енергії, але порушує друге початок термодинаміки, і тому такий двигун неможливий. Можна підрахувати, що з охолодженні світового океану лише однією градус можна отримати енергію, достатню задля забезпечення всіх потреб людства за сучасного її споживання на 14000 років.
Слайд 11
Вічний двигун "третього роду". Наукового терміну «вічний двигун третього роду» не існує (це жарт), але існують і досі винахідники, які хочуть отримати енергію з «нічого». Або майже нічого. Тепер «нічого» отримало назву «фізичний вакуум», і вони хочуть видобувати необмежену кількість енергії з «фізичного вакууму». Їхні проекти за простотою та наївністю не поступаються проектам їхніх попередників, які жили століття тому
Слайд 12
17 найвідоміших вічних двигунів
1.Колесо з кулями, що перекочуються. 2 Ланцюжок куль на трикутній призмі. 3. «Пташка Хоттабича» 4. Ланцюжок поплавків 5. Архімедів гвинт і водяне колесо 6. Заснований на Броунівський рух молекул газу.
Слайд 13
1.Колесо з кулями, що перекочуються.
Ідея винахідника: Колесо з важкими кульками, що перекочуються в ньому. За будь-якого положення колеса вантажі на правій його стороні будуть знаходитися далі від центру, ніж вантажі на лівій половині. Тому права половина повинна завжди перетягувати ліву та змушувати колесо обертатися. Значить, колесо повинне обертатися вічно. Чому двигун не працює: Хоча вантажі на правій стороні завжди далі від центру, ніж вантажі на лівій стороні, число цих вантажів менше рівно настільки, щоб сума сил тяжкості вантажів, помножених на проекцію радіусів, перпендикулярну до напрямку сили тяжіння, праворуч і ліворуч дорівнювали (FiLi = FjLj).
Слайд 14
Ланцюжок куль на трикутній призмі.
Ідея винахідника: Через тригранну призму перекинуто ланцюг із 14 однакових куль. Зліва чотири кулі, праворуч – дві. Інші вісім куль врівноважують один одного. Отже, ланцюг прийде у вічне рух проти годинникової стрілки. Чому двигун не працює: Вантажі надає руху лише складова сили тяжіння, паралельна похилій поверхні. На довшій поверхні більше вантажів, а й кут нахилу поверхні пропорційно менше. Тому сила тяжіння вантажів праворуч, помножена на синус кута, дорівнює силі тяжіння вантажів зліва, помноженої на синус іншого кута.
Слайд 15
«Пташка Хоттабича»
Ідея винахідника: Тонка скляна колбочка з горизонтальною віссю посередині впаяна в невелику ємність. Вільним кінцем колбочка майже торкається її дна. У нижню частину іграшки налито трохи ефіру, а верхня, порожня, обклеєна зовні тонким шаром вати. Перед іграшкою ставлять склянку з водою та нахиляють її, змушуючи «попити». Пташка починає двічі-тричі на хвилину нахилятися і занурювати головку в стаканчик. Щоразу, безперервно, вдень і вночі кланяється пташка, поки в склянці не скінчиться вода. Чому це не вічний двигун: Голова та дзьоб пташки покриті ватою. Коли пташка «п'є воду», вата просочується водою. При випаровуванні води температура голови пташки знижується. У нижню частину тулуба пташки налитий ефір, над яким знаходяться пари ефіру (повітря відкачано). При охолодженні голови пташки тиск пари у верхній частині знижується. Але тиск у нижній частині залишається тим самим. Надлишковий тиск парів ефіру в нижній частині піднімає рідкий ефір трубочкою вгору, голова пташки важчає і нахиляється до склянки.
Слайд 16
4.Ланцюжок поплавків
Ідея винахідника: Висока вежа наповнена водою. Через шківи, встановлені вгорі та внизу вежі, перекинутий канат з 14 порожніми кубічними ящиками зі стороною 1 метр. Ящики, що знаходяться у воді, під дією сили Архімеда, спрямованої вгору, повинні послідовно спливати на поверхню рідини, захоплюючи за собою весь ланцюг, а ящики, що знаходяться зліва, спускаються вниз під дією сили тяжіння. Таким чином, ящики потрапляють поперемінно з повітря в рідину і навпаки. Чому двигун не працює: Ящики, що входять у рідину, зустрічають дуже сильну протидію з боку рідини, причому робота на проштовхування їх у рідину не менше роботи, що здійснюється силою Архімеда при випливанні ящиків на поверхню.
Слайд 17
5. Архімедів гвинт та водяне колесо
Ідея винахідника: Архімедів гвинт, обертаючись, піднімає воду у верхній бак, звідки вона витікає з лотка струменем, що потрапляє на лопатки водяного колеса. Водяне колесо обертає точильний камінь і одночасно рухає, за допомогою ряду зубчастих коліс, той самий гвинт Архімеда, який піднімає воду у верхній бак. Гвинт повертає колесо, а колесо – гвинт! Цей проект, винайдений ще 1575 року італійським механіком Страдою Старшим, потім повторювався у численних варіаціях. Чому двигун не працює: Більшість проектів вічних двигунів дійсно могла б працювати, якби не існування сили тертя. Якщо це двигун - повинні бути і частини, що рухаються, значить, недостатньо двигуну обертати самого себе: потрібно виробляти ще й надмірну енергію
Слайд 18
Слайд 19
Магніт та жолоби
Ідея винахідника: Сильний магніт міститься на підставці. До неї притулено два похилих жолоби, один під іншим, причому верхній жолоб має невеликий отвір у своїй верхній частині, а нижній на кінці вигнутий. Якщо на верхній жолоб покласти невелику залізну кульку, то внаслідок тяжіння магнітом вона покотиться вгору, проте, дійшовши до отвору, провалиться в нижній жолоб, скотиться по ньому, підніметься кінцевим закругленням і знову потрапить на верхній жолоб. Таким чином, кулька бігатиме безперервно, здійснюючи тим самим вічний рух. Проект цього магнітного perpetuum mobile описав у XVII столітті англійський єпископ Джон Вілкенс. Чому двигун не працює: Пристрій працював би, якби магніт діяв на металеву кульку тільки під час його підйому на підставку по верхньому жолобі. Але вниз кулька скочується уповільнено під дією двох сил: тяжкості та магнітного тяжіння. Тому до кінця спуску він не придбає швидкість, необхідну для підняття заокруглення нижнього жолоба і початку нового циклу.
Слайд 20
«Вічний водопровід»
Ідея винахідника: Тиск води у великому баку повинен постійно вичавлювати воду трубою у верхню ємність. Чому двигун не працює: Автор проекту не розумів, що гідростатичний парадокс у тому і полягає, що рівень води в трубі завжди залишається таким, як у баку
Слайд 21
Автоматичний підзавод годинників
Ідея винахідника: Основа пристрою - ртутний барометр великих розмірів: чаша з ртуттю, підвішена в рамі, і перекинута над нею шийкою вниз велика колба з ртуттю. Судини укріплені рухомо один щодо іншого; при збільшенні атмосферного тиску колба опускається і чаша піднімається, при зменшенні тиску - навпаки. Обидва рухи змушують обертатися невелике зубчасте колесо завжди в один бік і через систему зубчастих коліс піднімають гирі годинника. Чому це не вічний двигун: Необхідна для роботи годинника енергія «черпається» з навколишнього середовища. По суті, це мало чим відрізняється від вітряного двигуна - хіба що виключно малою потужністю.
Слайд 22
Олія, що піднімається по ґнотах
Ідея винахідника: Рідина, налита в нижню посудину, піднімається ґнотами у верхню посудину, що має жолоб для стоку рідини. По стоку рідина падає на лопатки колеса, наводячи його у обертання. Далі масло, що стекло вниз, знову піднімається по ґнотах до верхньої судини. Таким чином, струмінь олії, що стікає по жолобу на колесо, ні на секунду не переривається, і колесо завжди повинно бути в русі. Чому двигун не працює: З верхньої, загнутої частини ґноту рідина стікати вниз не буде. Капілярне тяжіння, подолавши силу тяжкості, підняло рідину вгору по ґноту - але ж та ж причина утримує рідину в порах намоклого ґноту, не даючи їй капати з нього.
Слайд 23
Колесо з вантажами, що відкидаються.
Ідея винахідника: Ідея заснована на застосуванні колеса з неврівноваженими вантажами. До країв колеса прикріплені відкидні палички із вантажами на кінцях. У будь-якому положенні колеса вантажі на правій стороні будуть відкинуті далі від центру, ніж на лівій; ця половина, отже, повинна перетягувати ліву і цим змушувати колесо обертатися. Значить, колесо обертатиметься вічно, принаймні доти, доки не перетретиться вісь. Чому двигун не працює: Вантажі на правій стороні завжди далі від центру, проте неминуче таке положення колеса, при якому кількість цих вантажів менша, ніж на лівій. Тоді система врівноважується - отже, колесо не обертатиметься, а, зробивши кілька хитань, зупиниться.
Слайд 24
12. Установка інженера Потапова
Ідея винахідника: Гідродинамічна теплова установка Потапова з ККД, що перевищує 400%. Електродвигун (ЕД) надає руху насос (НС), що змушує циркулювати воду по контуру (показано стрілками). Контур містить циліндричну колонку (ОК) та батарею опалення (БТ). Закінчення труби 3 можна підключити до колонки (ОК) двома способами: 1) центру колонки; 2) по дотичній до кола, що утворює стінку циліндричної колонки. При підключенні за способом 1 кількість тепла, що віддається воді, дорівнює (з урахуванням втрат) кількості тепла, що випромінюється батареєю (БТ) в навколишній простір. Але як тільки відбувається підключення труби за способом 2, кількість випромінюваного акумулятором (БТ) тепла збільшується в 4 рази! Вимірювання, проведені нашими та зарубіжними фахівцями, показали, що при підведенні 1 кВт до електродвигуна (ЕД) батарея (БТ) дає стільки тепла, скільки мало б виходити при витраті 4 кВт. При підключенні труби за способом 2 вода в колонці (ОК) отримує обертальний рух, і саме цей процес призводить до збільшення кількості тепла, що віддається батареєю (БТ) Чому двигун не працює: Описана установка дійсно була зібрана в НВО «Енергія» і, за твердженням авторів працювала. Винахідники не ставили під сумнів правильність закону збереження енергії, але стверджували, що двигун черпає енергію із «фізичного вакууму». Що неможливо, тому що фізичний вакуум має найнижчий з можливих рівнів енергії і черпати з нього енергію не можна. Найбільш ймовірним є більш прозове пояснення: має місце нерівномірний нагрівання рідини по перерізу труби і через це виникають помилки у вимірі температури. Не виключено також, що енергія без волі винахідників «закачується» в установку з електричного ланцюга.
Слайд 26
Створення вічного двигуна призводять до плідних відкриттів
Прекрасним прикладом може бути той спосіб, з допомогою якого Стевін, чудовий вчений голландський кінця XVI і початку XVII століття, відкрив закон рівноваги сил на похилій площині. Цей математик заслуговує на набагато більшу популярність, ніж та, яка випала на його частку, тому що він зробив багато важливих відкриттів, якими ми тепер постійно користуємося: винайшов десяткові дроби, ввів в алгебру вживання показників, відкрив гідростатичний закон, згодом знову відкритий Паскалем.
Слайд 27
Живе у Самарі найцікавіша людина – винахідник Олександр Степанович Фабристов, якому нині перевалило за 80 років. Ще в молодості він захопився ідеєю вічного двигуна, багато написав його конструкцій, створив багато зразків, але все невдало. І лише років 10 тому створив нарешті пристрій, який він називає "вічний двигун", і який, як він переконаний, здатний виробляти "безкоштовну" енергію тільки за рахунок сил гравітації.
Слайд 28
Простежуючи історію, можна помітити, що одні винахідники та вчені гаряче вірили у можливість створення вічного двигуна, інші – завзято чинили опір цьому, відшукуючи все нові істини. Галілео Галілей, доводячи, що будь-яке тіло, що має тяжкість, не може піднятися вище того рівня, з якого воно впало, відкрив закон інерції. Таким чином, користь науки йшла як з боку віруючих, так і невіруючих. Відомий фізик, академік Віталій Лазаревич Гінзбург вважав, що, по суті, ідея вічного двигуна була науковою.
Слайд 2
Слайд 3
Освітня:
Залучення учня до активного пізнавального процесу на тему «Вічний двигун». Формування навичок з вивчення фізичних понятьу цій темі.
Слайд 4
Виховна:
Виховання уважного, доброзичливого ставлення до відповідей своїх однокласників, виховання особистої відповідальності у виконанні колективної роботи.
Слайд 5
Розвиваюча:
Розвиток умінь і здібностей учнів працювати самостійно чи групі, розширення кругозору, підвищення ерудиції, розвиток інтересу до фізики.
Слайд 6
Обладнання:
мультимедійна дошка мультимедійний проектор персональний комп'ютер
Слайд 7
Давно відомо, що ідея вічного двигуна неможлива, проте вона дуже цікава і пізнавальна з погляду історії розвитку науки та технологій. Адже у пошуках вічного двигуна вчені зуміли краще зрозуміти основні фізичні принципи. Понад те, винахідники вічного двигуна є яскравими прикладами вивчення деяких аспектів людської психології: винахідливості, наполегливості, оптимізму і фанатизму. Хід уроку:
Слайд 8
Вічний двигун
Слайд 9
Вічний двигун (perpetuum mobile, perpetual motion machine) - пристрій, заснований на механічних, хімічних, електричних або інших фізичних процесах. Будучи занедбаним, один раз, він зможе працювати вічно і зупиниться тільки при впливі на нього ззовні.
Слайд 10
Схеми перших вічних двигунів будувалися на основі простих механічних елементів і навіть у пізніші часи включали важелі, які закріплювалися по колу колеса, що оберталося навколо горизонтальної осі. В даний час прабатьківщиною перших вічних двигунів по праву вважається Індія.
Слайд 11
Вічні двигуни зазвичай конструюють на основі використання наступних прийомів або їх комбінацій
Підйом води за допомогою архімедового гвинта; Підйом води з допомогою капілярів; Використання колеса з вантажами, що не врівноважуються; природні магніти; Електромагнетизм; Пара або стиснене повітря.
Слайд 12
Помилки "вічних" двигунів
Зміна внутрішньої енергії системи при переході її з одного стану в інший дорівнює сумі роботи зовнішніх сил та кількості теплоти, переданої системі і не залежить від способу, яким здійснюється цей перехід. (Першопочаток термодинаміки) Є постулатом, що не доводиться в рамках термодинаміки. Воно було створено на основі узагальнення досвідчених фактів та набуло численних експериментальних підтверджень. «Неможливий круговий процес, єдиним результатом якого було б провадження роботи за рахунок охолодження теплового резервуару» (Другий початок термодинаміки)
Слайд 13
Вічні двигуни поділяються на дві великі групи:
Вічні двигуни першого родану отримують енергію з навколишнього середовища (наприклад, тепло), при цьому фізичний та хімічний стан його частин також залишається незмінним. Машини такого роду не можуть існувати, виходячи з першого закону термодинаміки. Вічні двигуни другого роду отримують тепло з навколишнього середовища і перетворюють його на енергію механічного руху. Такі пристрої не можуть існувати, виходячи з другого закону термодинаміки.
Слайд 14
Найбільш ранні відомості про вічні двигуни. Спроби дослідження місця, часу та причини виникнення ідеї вічного двигуна – завдання дуже складне. До ранніх відомостей про перпетуум мобілі відноситься згадка, яку ми знаходимо в індійського поета, математика та астронома Бхаскари. Так, Бхаскара визначає якесь колесо з прикріпленими навскіс по обіду довгими, тонкими судинами, наполовину наповненими ртуттю. Принцип дії цього першого механічного перпетуума мобіле був заснований на відмінності моментів сил тяжіння, створюваних рідиною, що переміщалася в судинах, поміщених на колі колеса. Бхаскара доводить обертання колеса дуже просто: «Наповнене таким чином рідиною колесо, будучи насаджене на вісь, що лежить на двох нерухомих опорах, безперервно обертається саме собою».
Слайд 15
Зразки:
Індійська або арабська перпетуум мобільний. Індійський або арабський перпетуум мобіле з невеликими закріпленими косо судинами, частково наповненими ртуттю.
Слайд 17
Колесо з важелями – типовий елемент вічних двигунів. Колесо з гнучкими зчленованими важелями є типовим елементом вічних двигунів, які згодом на основі цього арабського проекту пропонувалися в безлічі різних варіантів.
Слайд 18
Європейські вічні двигуни
Першим європейцем, автором ідеї «саморушної машини», вважається середньовічний французький архітектор Війяр д"Оннекур родом з Пікардії. Його модель вічного двигуна-гідравлічна пилка з автоматичною подачею деревини. Війяр виходив з ефекту дії сили тяжіння, під впливом якої.
Слайд 19
Водяна пилка Війяра д"Оннекура з автоматичною подачею деревини
Слайд 20
На основі розробки двигуна Бхаскари XVII століття англійський єпископ Джон Вілкенс створив свій вічний двигун. Його проект назвали «Магніт та жолоба»
Слайд 21
Ідея винахідника: Сильний магніт міститься на підставці. До неї притулено два похилих жолоби, один під іншим, причому верхній жолоб має невеликий отвір у своїй верхній частині, а нижній на кінці вигнутий. Якщо на верхній жолоб покласти невелику залізну кульку, то внаслідок тяжіння магнітом вона покотиться вгору, проте, дійшовши до отвору, провалиться в нижній жолоб, скотиться по ньому, підніметься кінцевим закругленням і знову потрапить на верхній жолоб. Таким чином, кулька бігатиме безперервно, здійснюючи тим самим вічний рух.
Слайд 22
Чому двигун не працює: Пристрій працював би, якби магніт діяв на металеву кульку тільки під час його підйому на підставку по верхньому жолобі. Але вниз кулька скочується уповільнено під дією двох сил: тяжкості та магнітного тяжіння. Тому до кінця спуску він не придбає швидкість, необхідну для підняття заокруглення нижнього жолоба і початку нового циклу.
Слайд 23
У багатьох проектах вічні двигуни вдаються до дії сили тяжіння.
Слайд 24
Ідея винахідника: Колесо з важкими кульками, що перекочуються в ньому. За будь-якого положення колеса вантажі на правій його стороні будуть знаходитися далі від центру, ніж вантажі на лівій половині. Тому права половина повинна завжди перетягувати ліву та змушувати колесо обертатися. Значить, колесо повинне обертатися вічно. Колесо з кулями, що перекочуються Чому двигун не працює: Двигун не буде працювати тому, що такі механізми можуть виконувати роботу лише за рахунок початкового запасу енергії, повідомленого ним при пуску; коли цей запас буде повністю витрачений, вічний двигун зупиниться.
Слайд 25
Ідея винахідника: Через тригранну призму перекинуто ланцюг із 14 однакових куль. Зліва чотири кулі, праворуч – дві. Інші вісім куль врівноважують один одного. Отже, ланцюг прийде у вічне рух проти годинникової стрілки. Ланцюжок куль на трикутній призмі Чому двигун не працює: Вантажі надає руху тільки складова сили тяжіння, паралельна похилій поверхні. На довшій поверхні більше вантажів, а й кут нахилу поверхні пропорційно менше. Тому сила тяжіння вантажів праворуч, помножена на синус кута, дорівнює силі тяжіння вантажів зліва, помноженої на синус іншого кута.
Слайд 26
Колесо з вантажами, що відкидаються Ідея винахідника: Ідея заснована на застосуванні колеса з неврівноваженими вантажами. До країв колеса прикріплені відкидні палички із вантажами на кінцях. У будь-якому положенні колеса вантажі на правій стороні будуть відкинуті далі від центру, ніж на лівій; ця половина, отже, повинна перетягувати ліву і цим змушувати колесо обертатися. Значить, колесо обертатиметься вічно, принаймні доти, доки не перетретиться вісь. Чому двигун не працює: Вантажі на правій стороні завжди далі від центру, проте неминуче таке положення колеса, при якому кількість цих вантажів менша, ніж на лівій. Тоді система врівноважується - отже, колесо не обертатиметься, а, зробивши кілька хитань, зупиниться.
Слайд 27
Вічний двигун у годиннику
Одна з них - годинник, який не вимагає заводу, і за іронією долі сьогодні випускається саме у Франції. Джерелом енергії служать коливання температури повітря та атмосферного тиску протягом дня. Спеціальна герметична ємність залежно від зміни середовища "дихає". Ці рухи передаються на ходову пружину, підзаводячи її. Механізм продуманий так тонко, що зміна температури всього на один градус забезпечує перебіг годин протягом двох наступних діб. У 1775 році Паризька академія наук прийняла рішення не розглядати заявки на патентування вічного двигуна через очевидну неможливість їх створення, тим самим пригальмувала технічний прогрес, надовго затримавши появу цілого класу дивовижних механізмів та технологій. Лише деякі розробки зуміли пробити собі дорогу крізь цей заслін.
Слайд 28
Планети мільярдами років обертаються навколо Сонця, як приклад вічного руху. Це було відмічено ще дуже давно. Звичайно, вчені хотіли повторити цю картину в зменшеному масштабі, намагаючись створити ідеальну модель вічного двигуна. Незважаючи на те, що в 19 столітті було доведено принципову нездійсненність вічного двигуна, вчені створювали тисячі винаходів, але так і не змогли втілити мрію в реальність.
Давно відомо, що ідея вічного двигуна неможлива, проте вона дуже цікава і пізнавальна з погляду історії розвитку науки та технологій. Адже у пошуках вічного двигуна вчені зуміли краще зрозуміти основні фізичні принципи. Понад те, винахідники вічного двигуна є яскравими прикладами вивчення деяких аспектів людської психології: винахідливості, наполегливості, оптимізму і фанатизму. Хід уроку:
Вічний двигун (perpetuum mobile, perpetual motion machine) – пристрій, заснований на механічних, хімічних, електричних чи інших фізичних процесах. Будучи занедбаним, один раз, він зможе працювати вічно і зупиниться тільки при впливі на нього ззовні.
Схеми перших вічних двигунів будувалися на основі простих механічних елементів і навіть у пізніші часи включали важелі, які закріплювалися по колу колеса, що оберталося навколо горизонтальної осі. В даний час прабатьківщиною перших вічних двигунів по праву вважається Індія.
Вічні двигуни зазвичай конструюють на основі використання наступних прийомів або їх комбінацій Підйом води за допомогою архімедового гвинта; Підйом води за допомогою архімедового гвинта; Підйом води за допомогою капілярів; Підйом води за допомогою капілярів; Використання колеса з вантажами, що не врівноважуються; Використання колеса з вантажами, що не врівноважуються; Природні магніти; Природні магніти; Електромагнетизм; Електромагнетизм; Пара або стиснене повітря.
Зміна внутрішньої енергії системи при переході її з одного стану в інший дорівнює сумі роботи зовнішніх сил та кількості теплоти, переданої системі і не залежить від способу, яким здійснюється цей перехід. Зміна внутрішньої енергії системи при переході її з одного стану в інший дорівнює сумі роботи зовнішніх сил та кількості теплоти, переданої системі і не залежить від способу, яким здійснюється цей перехід. (Перший початок термодинаміки) Є постулатом, що не доводиться в рамках термодинаміки. Воно було створено на основі узагальнення досвідчених фактів та набуло численних експериментальних підтверджень. «Неможливий круговий процес, єдиним результатом якого було б провадження роботи за рахунок охолодження теплового резервуару» (Другий початок термодинаміки) Помилки «вічних» двигунів
Вічні двигуни поділяються на дві великі групи: Вічні двигуни першого роду не витягують енергію з навколишнього середовища (наприклад, тепло), причому фізичний і хімічний стан його частин також залишається незмінним. Машини такого роду не можуть існувати, виходячи з першого закону термодинаміки. Вічні двигуни другого роду витягують тепло з навколишнього середовища та перетворюють його на енергію механічного руху. Такі пристрої не можуть існувати, виходячи з другого закону термодинаміки.
Найбільш ранні відомості про вічні двигуни. Спроби дослідження місця, часу та причини виникнення ідеї вічного двигуна завдання дуже складне. До ранніх відомостей про перпетуум мобілі відноситься згадка, яку ми знаходимо в індійського поета, математика та астронома Бхаскари. Так, Бхаскара визначає якесь колесо з прикріпленими навскіс по обіду довгими, тонкими судинами, наполовину наповненими ртуттю. Принцип дії цього першого механічного перпетуума мобіле був заснований на відмінності моментів сил тяжіння, створюваних рідиною, що переміщалася в судинах, поміщених на колі колеса. Бхаскара доводить обертання колеса дуже просто: «Наповнене таким чином рідиною колесо, будучи насаджене на вісь, що лежить на двох нерухомих опорах, безперервно обертається саме собою». Бхаскари
Зразки: Індійський або арабський перпетуум мобіле. Індійський або арабський перпетуум мобіле. Індійський або арабський перпетуум мобіле з невеликими косо закріпленими судинами, частково наповненими ртуттю.
Європейські вічні двигуни Першим європейцем, автором ідеї «саморушної машини», вважається середньовічний французький архітектор Війяр д"Оннекур родом з Пікардії. Його модель вічного двигуна - гідравлічна пилка з автоматичною подачею деревини. Війяр виходив з ефекту дії Першим європейцем, автором ідеї «саморушної машини», вважається середньовічний французький архітектор Війяр д"Оннекур родом з Пікардії. Його модель вічного двигуна - гідравлічна пилка з автоматичною подачею деревини. Війяр виходив із ефекту дії сили тяжіння, під впливом якої відкидалися противаги.
Водяна пилка Війяра д"Оннекура з автоматичною подачею деревини
Ідея винахідника: Сильний магніт міститься на підставці. До неї притулено два похилих жолоби, один під іншим, причому верхній жолоб має невеликий отвір у своїй верхній частині, а нижній на кінці вигнутий. Якщо на верхній жолоб покласти невелику залізну кульку, то внаслідок тяжіння магнітом вона покотиться вгору, проте, дійшовши до отвору, провалиться в нижній жолоб, скотиться по ньому, підніметься кінцевим закругленням і знову потрапить на верхній жолоб. Таким чином, кулька бігатиме безперервно, здійснюючи тим самим вічний рух.
Чому двигун не працює: Пристрій працював би, якби магніт діяв на металеву кульку тільки під час його підйому на підставку по верхньому жолобі. Але вниз кулька скочується уповільнено під дією двох сил: тяжкості та магнітного тяжіння. Тому до кінця спуску він не придбає швидкість, необхідну для підняття заокруглення нижнього жолоба і початку нового циклу.
Ідея винахідника: Колесо з важкими кульками, що перекочуються в ньому. За будь-якого положення колеса вантажі на правій його стороні будуть знаходитися далі від центру, ніж вантажі на лівій половині. Тому права половина повинна завжди перетягувати ліву та змушувати колесо обертатися. Значить, колесо повинне обертатися вічно. Колесо з кулями, що перекочуються Чому двигун не працює: Двигун не буде працювати тому, що такі механізми можуть виконувати роботу лише за рахунок початкового запасу енергії, повідомленого ним при пуску; коли цей запас буде повністю витрачений, вічний двигун зупиниться.
Ідея винахідника: Через тригранну призму перекинуто ланцюг із 14 однакових куль. Ліворуч чотири кулі, праворуч дві. Інші вісім куль врівноважують один одного. Отже, ланцюг прийде у вічне рух проти годинникової стрілки. Ланцюжок куль на трикутній призмі Чому двигун не працює: Вантажі надає руху тільки складова сили тяжіння, паралельна похилій поверхні. На довшій поверхні більше вантажів, а й кут нахилу поверхні пропорційно менше. Тому сила тяжіння вантажів праворуч, помножена на синус кута, дорівнює силі тяжіння вантажів зліва, помноженої на синус іншого кута.
Колесо з вантажами, що відкидаються Ідея винахідника: Ідея заснована на застосуванні колеса з неврівноваженими вантажами. До країв колеса прикріплені відкидні палички із вантажами на кінцях. У будь-якому положенні колеса вантажі на правій стороні будуть відкинуті далі від центру, ніж на лівій; ця половина, отже, повинна перетягувати ліву і цим змушувати колесо обертатися. Значить, колесо обертатиметься вічно, принаймні доти, доки не перетретиться вісь. Чому двигун не працює: Вантажі на правій стороні завжди далі від центру, проте неминуче таке положення колеса, при якому кількість цих вантажів менша, ніж на лівій. Тоді система врівноважується отже, колесо не обертатиметься, а, зробивши кілька хитань, зупиниться.
Одна з них - годинник, який не вимагає заводу, і за іронією долі сьогодні випускається саме у Франції. Джерелом енергії служать коливання температури повітря та атмосферного тиску протягом дня. Спеціальна герметична ємність залежно від зміни середовища "дихає". Ці рухи передаються на ходову пружину, підзаводячи її. Механізм продуманий так тонко, що зміна температури всього на один градус забезпечує перебіг годин протягом двох наступних діб. У 1775 році Паризька академія наук прийняла рішення не розглядати заявки на патентування вічного двигуна через очевидну неможливість їх створення, тим самим пригальмувала технічний прогрес, надовго затримавши появу цілого класу дивовижних механізмів та технологій. Лише деякі розробки зуміли пробити собі дорогу крізь цей заслін. Вічний двигун у годиннику
Планети мільярдами років обертаються навколо Сонця, як приклад вічного руху. Це було відмічено ще дуже давно. Звичайно, вчені хотіли повторити цю картину в зменшеному масштабі, намагаючись створити ідеальну модель вічного двигуна. Незважаючи на те, що в 19 столітті була доведена принципова нездійсненність вічного двигуна, вчені створювали тисячі винаходів, але так і не змогли втілити мрію в реальність. Планети мільярдами років обертаються навколо Сонця, як приклад вічного руху. Це було відмічено ще дуже давно. Звичайно, вчені хотіли повторити цю картину в зменшеному масштабі, намагаючись створити ідеальну модель вічного двигуна. Незважаючи на те, що в 19 столітті було доведено принципову нездійсненність вічного двигуна, вчені створювали тисячі винаходів, але так і не змогли втілити мрію в реальність.
Як характеризуються вічні двигуни першого роду? а) не вилучають енергію з навколишнього середовища, стан двигуна залишається незмінним б) вилучають тепло з навколишнього середовища і перетворюють його на енергію механічного руху в) засновані на виконанні другого закону термодинаміки
Перший початок термодинаміки формулюється наступним чином: а) неможливо побудувати вічний двигун б) на тіло, занурене в газ, діє виштовхувальна сила, яка залежить від об'єму тіла і щільності газу в) теплота, повідомлена газу йде зміну його внутрішньої енергії та роботу, що здійснюється газом проти зовнішніх сил У чому полягає помилка в роботі вічного двигуна «Колесо з кулями, що перекочуються»? а) механізм здійснює роботу за рахунок первинного запасу енергії, повідомленого ним при пуску; б) система вантажів врівноважується; в) робота двигуна суперечить другому закону термодинаміки.
Список літератури, що рекомендується: Іхак-Рубінер Ф. Вічний двигун. М., 1922. Іхак-Рубінер Ф. Вічний двигун. М., Орд-Хьюм А. Вічний рух. Історія однієї нав'язливої ідеї. М.: Знання, 1980. Орд-Хьюм А. Вічний рух. Історія однієї нав'язливої ідеї. М: Знання, Міхал С. Вічний двигун вчора і сьогодні. М: Мир, 1984.Михал С. Вічний двигун вчора і сьогодні. М: Мир, Перельман Я. І. Цікава фізика. Кн. 1 і 2. М: Наука, 1979. Перельман Я. І. Цікава фізика. Кн. 1 та 2. М.: Наука, 1979.
Опис презентації з окремих слайдів:
1 слайд
Опис слайду:
Вічний двигун (лат. Perpetuum Mobile) - уявний пристрій, що дозволяє отримувати корисну роботу, більшу за кількість повідомленої йому енергії (ККД більше 100%). Вічний двигун
2 слайд
Опис слайду:
Які існують вічні двигуни? Запитання: Які існують вічні двигуни? Відповідь: Жодні. Але, попри це, є класифікація вічних двигунів.
3 слайд
Опис слайду:
Вічний двигун (perpetuum mobile) - ділиться на вічні двигуни першого та другого роду. Причини, через яку їх не можна побудувати, називаються перші та другі початки термодинаміки. Усвідомлення того, що створення вічного двигуна неможливо, спонукало Паризьку академію наук у 1775 році відмовити у розгляді всіх подібних проектів (підставою було приблизно таке: «халяви не буває»).
4 слайд
Опис слайду:
Вічний двигун першого роду передбачав працювати без отримання енергії з навколишнього середовища. Вічний двигун другого роду - це машина, яка зменшує енергію теплового резервуара і повністю перетворює її на роботу без будь-яких змін у навколишньому середовищі.
5 слайд
Опис слайду:
Модель вічного двигуна. На рис. 1 показано одну з найдавніших конструкцій вічного двигуна. Вона представляє зубчасте колесо, в поглибленнях якого прикріплені вантажі, що відкидаються на шарнірах. Геометрія зубів така, що вантажі в лівій частині колеса завжди виявляються ближчими до осі, ніж у правій. За задумом автора, це, відповідно до закону важеля, мало б приводити колесо в постійне обертання. При обертанні вантажі відкидалися б праворуч і зберігали рушійне зусилля. Однак якщо таке колесо виготовити, воно залишиться нерухомим. Диференціальна причина цього факту полягає в тому, що хоча праворуч вантажі мають довший важіль, зліва їх більше за кількістю. В результаті моменти сил праворуч і ліворуч виявляються рівними. Рис. 1. Одна з найдавніших конструкцій вічного двигуна
6 слайд
Опис слайду:
Арабський вічний двигун Індійський або арабський вічний двигун із невеликими косо закріпленими судинами, частково наповненими ртуттю.
7 слайд
Опис слайду:
8 слайд
Опис слайду:
Вічний двигун та закон Архімеда На рис. 2 показано пристрій ще одного двигуна. Автор вирішив використати для вироблення енергії закон Архімеда. Закон полягає в тому, що тіла, щільність яких менша за щільність води, прагнуть спливти на поверхню. Тому автор розташував на ланцюгу порожні баки та праву половину помістив під воду. Він думав, що вода їх виштовхуватиме на поверхню, а ланцюг з колесами, таким чином, нескінченно обертатися. Тут не враховано наступне: сила, що виштовхує, - це різниця між тисками води, що діють на нижню і верхню частини зануреного у воду предмета. У конструкції, наведеній малюнку, ця різниця прагнутиме виштовхнути ті баки, які перебувають під водою у правій частині малюнка. Але на нижній бак, який затикає собою отвір, діятиме лише сила тиску на його праву поверхню. І вона перевищуватиме сумарну силу, що діє на інші баки. Тому вся система просто прокрутиться за годинниковою стрілкою, доки не виллється вода. Рис. 2. Конструкція вічного двигуна, що базується на законі Архімеда
9 слайд
Опис слайду:
10 слайд
Опис слайду:
11 слайд
Опис слайду:
Колесо з кулями, що перекочуються Ідея винахідника: Колесо з важкими кульками, що перекочуються в ньому. За будь-якого положення колеса вантажі на правій його стороні будуть знаходитися далі від центру, ніж вантажі на лівій половині. Тому права половина повинна завжди перетягувати ліву та змушувати колесо обертатися. Значить, колесо повинне обертатися вічно. Чому двигун не працює: Хоча вантажі на правій стороні завжди далі від центру, ніж вантажі на лівій стороні, число цих вантажів менше рівно настільки, щоб сума сил тяжкості вантажів, помножених на проекцію радіусів, перпендикулярну до напрямку сили тяжіння, праворуч і ліворуч дорівнювали (FiLi = FjLj).
12 слайд
Опис слайду:
Ланцюжок куль на трикутній призмі Ідея винахідника: Через тригранну призму перекинуто ланцюг із 14 однакових куль. Зліва чотири кулі, праворуч – дві. Інші вісім куль врівноважують один одного. Отже, ланцюг прийде у вічне рух проти годинникової стрілки. Чому двигун не працює: Вантажі надає руху лише складова сили тяжіння, паралельна похилій поверхні. На довшій поверхні більше вантажів, а й кут нахилу поверхні пропорційно менше. Тому сила тяжіння вантажів праворуч, помножена на синус кута, дорівнює силі тяжіння вантажів зліва, помноженої на синус іншого кута.
13 слайд
Опис слайду:
Ще в початку XVIIстоліття чудовий нідерландський фізик та інженер Симон Стевін (1548-1620), мабуть першим в історії, зробив усе навпаки. Експериментуючи з тригранною призмою та ланцюгом з 14 однакових куль, він припустив, що вічний двигун взагалі неможливий (це закон природи), і вивів із цього принципу закон рівноваги сил на похилій площині: сили тяжіння, що діють на вантажі, пропорційні довжинам площин, на яких вони лежать. На цьому принципу виріс векторний закон складання зусиль і уявлення у тому, що сили треба описувати новим математичним об'єктом - вектором. Крім цього, Симон Стевін зробив багато глибоких, піонерських робіт у фізиці та математиці. Він обґрунтував і ввів у оборот у Європі десяткові дроби, негативні корені рівнянь, сформулював умови існування кореня в даному інтервалі та запропонував спосіб його наближеного обчислення. Стевін був, напевно, першим прикладним математиком, який доводив свої обчислення до числа. Аби вирішити конкретних практичних завдань він постійно розвивав прикладні обчислення. До них Стевін відносив і бухгалтерію як науку про раціональне господарювання, тобто він стояв біля витоків математичних методів в економіці. Стевін вважав, що «мета бухгалтерського обліку – визначення всього народного багатства країни». Він був суперінтендантом з військових та фінансових питань у великого полководця, творця сучасної регулярної армії Моріца Оранського. Його посада в сучасних термінах – «заступник командувача тилу».
14 слайд
Опис слайду:
"Пташка Хоттабича" Ідея винахідника: Тонка скляна колбочка з горизонтальною віссю посередині впаяна в невелику ємність. Вільним кінцем колбочка майже торкається її дна. У нижню частину іграшки налито трохи ефіру, а верхня, порожня, обклеєна зовні тонким шаром вати. Перед іграшкою ставлять склянку з водою та нахиляють її, змушуючи «попити». Пташка починає двічі-тричі на хвилину нахилятися і занурювати головку в стаканчик. Щоразу, безперервно, вдень і вночі кланяється пташка, поки в склянці не скінчиться вода.
15 слайд
Опис слайду:
Чому це не вічний двигун: Голова та дзьоб пташки покриті ватою. Коли пташка «п'є воду», вата просочується водою. При випаровуванні води температура голови пташки знижується. У нижню частину тулуба пташки налитий ефір, над яким знаходяться пари ефіру (повітря відкачано). При охолодженні голови пташки тиск пари у верхній частині знижується. Але тиск у нижній частині залишається тим самим. Надлишковий тиск парів ефіру в нижній частині піднімає рідкий ефір трубочкою вгору, голова пташки важчає і нахиляється до склянки. Як тільки рідкий ефір дотече до кінця трубочки, пари теплого ефіру з нижньої частини потраплять у верхню, тиск парів зрівняється і рідкий ефір потече вниз, а пташка знову підніме дзьоб, захопивши воду зі склянки. Випаровування води починається знову, голова охолоджується і все повторюється. Якби вода не випаровувалась, то пташка б і не рухалася. Для випаровування з навколишнього простору споживається енергія (зосереджена у воді та навколишньому повітрі). "Справжній" вічний двигун повинен працювати без витрати зовнішньої енергії. Тому пташка Хотабича насправді не є вічним двигуном.
16 слайд
Опис слайду:
Ланцюжок поплавців Ідея винахідника: Висока вежа наповнена водою. Через шківи, встановлені вгорі та внизу вежі, перекинутий канат з 14 порожніми кубічними ящиками зі стороною 1 метр. Ящики, що знаходяться у воді, під дією сили Архімеда, спрямованої вгору, повинні послідовно спливати на поверхню рідини, захоплюючи за собою весь ланцюг, а ящики, що знаходяться зліва, спускаються вниз під дією сили тяжіння. Таким чином, ящики потрапляють поперемінно з повітря в рідину і навпаки. Чому двигун не працює: Ящики, що входять у рідину, зустрічають дуже сильну протидію з боку рідини, причому робота на проштовхування їх у рідину не менше роботи, що здійснюється силою Архімеда при випливанні ящиків на поверхню.
17 слайд
Опис слайду:
Архімедів гвинт і водяне колесо Ідея винахідника: Архімедів гвинт, обертаючись, піднімає воду у верхній бак, звідки вона витікає з лотка струменем, що потрапляє на лопатки водяного колеса. Водяне колесо обертає точильний камінь і одночасно рухає, за допомогою ряду зубчастих коліс, той самий гвинт Архімеда, який піднімає воду у верхній бак. Гвинт повертає колесо, а колесо – гвинт! Цей проект, винайдений ще 1575 року італійським механіком Страдою Старшим, потім повторювався у численних варіаціях. Чому двигун не працює: Більшість проектів вічних двигунів дійсно могла б працювати, якби не існування сили тертя. Якщо це двигун - повинні бути і рухомі частини, отже, недостатньо двигуну обертати самого себе: потрібно виробляти ще й надмірну енергію для подолання сили тертя, яку ніяк не прибереш.
18 слайд
Опис слайду:
Машина Орфіреуса Ідея винахідника: Деякі винахідники вічних двигунів були просто шахраями, що спритно надували легковірну публіку. Одним з найбільш видатних «винахідників» був доктор Орфіреус (справжнє прізвище - Бесслер). Основним елементом його двигуна було велике колесо, яке ніби не тільки оберталося само собою, а й піднімало важкий вантаж на значну висоту. Чому двигун не працює: "Вічний двигун" виявився далеко не вічним - його приводили в дію брат Орфіреуса і служниця, смикаючи за майстерно захований шнурок.
19 слайд
Опис слайду:
Магніт та жолоби Ідея винахідника: Сильний магніт міститься на підставці. До неї притулено два похилих жолоби, один під іншим, причому верхній жолоб має невеликий отвір у своїй верхній частині, а нижній на кінці вигнутий. Якщо на верхній жолоб покласти невелику залізну кульку, то внаслідок тяжіння магнітом вона покотиться вгору, проте, дійшовши до отвору, провалиться в нижній жолоб, скотиться по ньому, підніметься кінцевим закругленням і знову потрапить на верхній жолоб. Таким чином, кулька бігатиме безперервно, здійснюючи тим самим вічний рух. Проект цього магнітного perpetuum mobile описав у XVII столітті англійський єпископ Джон Вілкенс. Чому двигун не працює: Пристрій працював би, якби магніт діяв на металеву кульку тільки під час його підйому на підставку по верхньому жолобі. Але вниз кулька скочується уповільнено під дією двох сил: тяжкості та магнітного тяжіння. Тому до кінця спуску він не придбає швидкість, необхідну для підняття заокруглення нижнього жолоба і початку нового циклу.
20 слайд
Опис слайду:
«Вічний водопровід» Ідея винахідника: Тиск води у великому баку повинен постійно вичавлювати воду трубою у верхню ємність. Чому двигун не працює: Автор проекту не розумів, що гідростатичний парадокс у тому й полягає, що рівень води у трубі завжди залишається таким самим, як у баку.
21 слайд
Опис слайду:
Автоматичний підзавод годинника Ідея винахідника: Основа пристрою - ртутний барометр великих розмірів: чаша з ртуттю, підвішена в рамі, і перекинута над нею шийкою вниз велика колба з ртуттю. Судини укріплені рухомо один щодо іншого; при збільшенні атмосферного тиску колба опускається і чаша піднімається, при зменшенні тиску - навпаки. Обидва рухи змушують обертатися невелике зубчасте колесо завжди в один бік і через систему зубчастих коліс піднімають гирі годинника. Чому це не вічний двигун: Необхідна для роботи годинника енергія «черпається» з навколишнього середовища. По суті, це мало чим відрізняється від вітряного двигуна - хіба що виключно малою потужністю.
22 слайд
Опис слайду:
Олія, що піднімається по ґнотах Ідея винахідника: Рідина, налита в нижню посудину, піднімається ґнотами у верхню посудину, що має жолоб для стоку рідини. По стоку рідина падає на лопатки колеса, наводячи його у обертання. Далі масло, що стекло вниз, знову піднімається по ґнотах до верхньої судини. Таким чином, струмінь олії, що стікає по жолобу на колесо, ні на секунду не переривається, і колесо завжди повинно бути в русі. Чому двигун не працює: З верхньої, загнутої частини ґноту рідина стікати вниз не буде. Капілярне тяжіння, подолавши силу тяжкості, підняло рідину вгору по ґноту - але ж та ж причина утримує рідину в порах намоклого ґноту, не даючи їй капати з нього.
23 слайд
Опис слайду:
Колесо з вантажами, що відкидаються Ідея винахідника: Ідея заснована на застосуванні колеса з неврівноваженими вантажами. До країв колеса прикріплені відкидні палички із вантажами на кінцях. У будь-якому положенні колеса вантажі на правій стороні будуть відкинуті далі від центру, ніж на лівій; ця половина, отже, повинна перетягувати ліву і цим змушувати колесо обертатися. Значить, колесо обертатиметься вічно, принаймні доти, доки не перетретиться вісь. Чому двигун не працює: Вантажі на правій стороні завжди далі від центру, проте неминуче таке положення колеса, при якому кількість цих вантажів менша, ніж на лівій. Тоді система врівноважується - отже, колесо не обертатиметься, а, зробивши кілька хитань, зупиниться.