Предложен следующий проект вечного двигателя закрытый сосуд
merabu483
Вопрос по физике:
Предложен следующий
проект вечного двигателя
(рисунок). Закрытый сосуд
разделен на две половинки
герметичной перегородкой,
сквозь которую пропущены
трубка и водяная турбина в
кожухе с двумя
отверстиями. Давление
воздуха в нижней части
больше, чем в верхней. Вода поднимается по трубке и наполняет открытую камеру. В нижней части очередная порция воды выливается из камеры турбины, подошедшей к отверстию кожуха. Почему данная машина не будет работать вечно?
Объясните мне это русским языком пожалуйста, не тем что в интернете написано!!
Ответы и объяснения 2
chearaflenct
По закону сохранения энергии для того, чтобы двигатель РАБОТАЛ, нужно, чтобы был РАСХОД внутренней энергии и ПОСТУПЛЕНИЕ энергии извне, а эта система замкнутая, закрытая, энергия не может ниоткуда поступать, если двигатель начнёт работу, то встанет, так как отсеки двигателя со временем уравновесят друг друга (имею ввиду бассейн снизу и полое колесо с трубкой). Из бассейна будет выходить вода, давление уменьшится, а в верхней части наоборот, увеличится, и всё, p1=p2, равновесие системы.
enthifi884
В идеальном случае, если бы не было трения воды в трубе и при течении между ее частицами, а также не было бы трения в подшипниках колеса, оно вращалось бы по инерции вечно, как кусок льда, скользящего по гладкой поверхности. Надо еще учесть, что в колесе есть еще два отверстия, внизу, где вода вытекает в 2 сосуд, и вверху, где она попадает в колесо в 1 сосуде. Избыточное давление может привести к тому, что вода не будет вытекать из колеса, аналогично перевернутому стакану наполненному водой и прикрытому листом тонкой бумаги. Это будет происходить даже при наличии автоматических клапанов, перекрывающих отверстия в колесе.
Знаете ответ? Поделитесь им!
Гость ?
Как написать хороший ответ?
Как написать хороший ответ?
Чтобы добавить хороший ответ необходимо:
- Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете
правильный ответ; - Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не
побуждал на дополнительные вопросы к нему; - Писать без грамматических, орфографических и
пунктуационных ошибок.
Этого делать не стоит:
- Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся
уникальные и личные объяснения; - Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не
знаю» и так далее; - Использовать мат – это неуважительно по отношению к
пользователям; - Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.
Есть сомнения?
Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует?
Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие
вопросы в разделе Физика.
Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи –
смело задавайте вопросы!
Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.
Источник
Проблема создания вечного двигателя будоражит умы ученых уже не одну сотню лет, и с завидной регулярностью тот тут, то там всплывает «сенсационная» информация о том, что кому-то удалось создать этот вечный двигатель.
Давайте попытаемся разобраться, почему до сих пор не собрали реально работающий вечный двигатель и возможен ли он в принципе.
Модель вечного двигателя, предложенная в 1834 году. Предполагалось, что под действием веса шаров, движущихся от центра по рычагам вправо, колесо будет вращаться бесконечно
Типы вечных двигателей
Вечные двигатели можно условно разделить на два типа:
- Первый тип – это изделия, которые своей работой нарушают сразу два закона: Первый и Второй законы термодинамики.
- Второй тип – это изделия, которые своей работой подвергают сомнению только Второй закон термодинамики.
Для примера давайте рассмотрим вот такой вариант невозможного двигателя:
Возьмем условный металлический шарик, и разместим его между разноименными полюсами сильного магнита.
Вечный двигатель – пока несбыточная мечта человечества на протяжении множества столетий
При этом допустим, что изначально массивный металлический экран заслоняет шар от одного из полюсов под номером № 1, тогда под силой электромагнитного притяжения металлический шар начнет двигаться к полюсу под №2.
Как только шар приблизится к полюсу №2, экран перед полюсом №1 опускается, а экран перед полюсом №2 наоборот поднимается.
В результате этого металлический шар поменяет свое направление движения и начнет перемещаться к полюсу №1.
Так вот энергия будет извлекаться из самого катящегося шара, а если эти экраны расположены на концах такого балансира, то на их опускание и поднимание не будет тратиться энергия.
Вроде все красиво и по идее такой двигатель вполне может работать неограниченное время.
Главный недостаток подобного двигателя заключен в том, что при перемещении металлического экрана в магнитном поле в нем будет возникать электрический ток согласно закону электромагнитной индукции Фарадея.
Это в свою очередь означает, что в системе будет происходить утечка энергии по причине работы закона Ома.
Абстрактный вечный двигатель
Легко представить, что если магниты имеют достаточную силу, чтобы заставить перемещаться металлический шар, то будут также достаточно сильны, чтобы спровоцировать большие потери сопротивления в металлических экранах при их перемещении в магнитном поле.
Именно по этой причине такой привлекательный двигатель просто напросто не будет работать.
Это наиболее простой вариант «вечного двигателя», но на его примере можно понять, что на первый взгляд идеальный двигатель на поверку не будет работать, если не учесть все факторы, оказывающие влияние на него.
Но энтузиастов, создающих такие двигатели все не убавляется, поэтому еще в середине 20-го столетия, патентное бюро США, которое было просто завалено заявками, выдвинуло следующее требование к проектам вечных двигателей.
Вместе с технической документацией на получение патента обязательно предъявлять опытный рабочий образец.
После ввода такого требования шквал заявок иссяк полностью.
Возможно двигатель все-таки удастся создать в будущем с развитием технологий
Конечно, я не берусь утверждать, что вечные двигатели невозможны в принципе. Скорее они невозможны с нашими современными технологиями.
Возможно, инженеры будущего в корне перевернут все существующие теории и напишут новую физику. Но пока реалии таковы, что вечный двигатель всего лишь несбыточная мечта.
А как вы считаете? Напишите об этом в комментариях, а также не забудьте про лайк и репост.
Спасибо за ваше внимание!
Источник
Вскоре после этого вкладчики предприятия Пейна обнаружили, что изобретатель и его машина исчезли. В помещении для демонстрации осталась лишь часть железной рамы, которая поддерживала устройство Пейна. Рама оказалась полой, и размеры полости были вполне достаточны, чтобы из нижнего помещения прямо к машине подвести приводной ремень. Итак, электромагнитный двигатель приводился в действие паром.
Заявки на изобретение перпетуум мобиле делали и создатели паровых двигателей. Одним из таких проектов был воздушно-паровой двигатель. Это был обычный двигатель, в котором предусматривалось поступление воздуха в цилиндр во время хода поршня. Целый ряд экспериментов показал, что с помощью этого скорость двигателя можно было увеличить примерно на двадцать процентов. Казалось, что, используя воздух в качестве топлива, можно построить двигатель воздушного цикла. Позже, однако, было установлено, что несовершенная конструкция котла в этих экспериментальных двигателях не могла обеспечить достаточного количества пара для создания высокой скорости движения поршня и, таким образом, противодавление значительно снижало ее. Введение воздуха в нужный момент цикла снижало это противодавление, и поэтому скорость двигателя увеличивалась.
Подобную же волну энтузиазма вызвало предложение использовать в качестве топлива воду. Как ни странно, вода действительно применяется сегодня как средство увеличения мощности некоторых реактивных двигателей (в камерах сгорания она превращается в пар), но отнюдь не как топливо.
5. Капиллярное притяжение и колеса из губок
Читателю, вероятно, приходилось наблюдать, как намокает полотенце, забытое на краю наполненной водой ванны. Происходит это оттого, что вода под действием так называемого капиллярного притяжения, пропитывая ткань, начинает подниматься вверх. Ряд изобретателей усмотрели в этом явлении возможность построения вечного двигателя.
Но прежде чем рассказать об этих изобретениях, я хотел бы рассмотреть несколько весьма своеобразных схем гидростатических вечных двигателей.
Рис. 26. Схема вечного движения, предложенная Р. Бойлем.
Гидростатический парадокс, который заключается в том, что очень малое количество жидкости уравновешивает очень большое ее количество, неоднократно предлагался в качестве способа построения очередного перпетуум мобиле{53}. Устройство, описанное физиком Дени Папеном (1647—1712){54} в «Философикэл транзекшнс» за 1685 год, по существу ничем не отличается от схемы вечного двигателя, приведенной на рис. 26. Изображенный на рисунке кубок может быть сделан из любого материала, но лучше всего, если он выдут из стекла. Ножка кубка имеет форму сужающейся полой трубки, которая загибается кверху и открытым своим концом нависает над кубком. Гипотеза изобретателя, конечно же наивная с нашей точки зрения, состоит в следующем. Площадь поперечного сечения кубка в любой его плоскости больше площади поперечного сечения трубки. Поэтому под действием силы, создаваемой жидкостью в кубке, последняя будет передавливаться в полую трубку; гидростатическое равновесие в конце концов нарушится и жидкость будет выливаться обратно в кубок. Автор проекта искренне верил в то, что, однажды начавшись, такой круговорот воды никогда не остановится, и жидкость будет течь по замкнутому контуру, пока не испарится. Доводом в пользу этого мнения служило то, что пинта воды в кубке весит больше, чем унция воды в трубке[10]. Естественно, изобретатель был обескуражен результатом эксперимента, показавшего, что уровень воды и в самом кубке, и в его узкой изогнутой ножке одинаков.
Аналогичная схема гидростатического вечного двигателя была предложена аббатом де ла Рок и описана им на страницах парижского «Журналь де Саване» (1686). Устройство представляло собой U-образную трубку, колена которой имели разную длину. Трубка была установлена наклонно так, чтобы жидкость могла перетекать из длинного колена в отверстие более короткого. На этом простота устройства и оканчивалась, потому что короткое колено должно быть сделано из воска, а длинное — из металла. Полагая, что жидкость в металлической трубке «более сгущена», чем в восковой, изобретатель надеялся получить непрерывное, вечное движение жидкости из металлического колена в восковое (и далее по замкнутому контуру).
Неудачи очень многих авторов проектов перпетуум мобиле можно объяснить слабой научной подготовкой, а иногда и отсутствием элементарных знаний по физике. Этого, однако, никак нельзя сказать о знаменитом математике и философе Иоганне Бернулли (1667—1748), который также пытался создать вечно действующее устройство{55}.
Вот описание схемы вечного двигателя Бернулли в переводе с латыни.
«Прежде всего сформулируем следующие условия:
1. Если имеются две жидкости, отношение плотностей которых выражается дробью вида G/L, то отношение высот равных по весу столбов этих жидкостей, находящихся в цилиндрах равного радиуса, выражается обратной дробью, а именно L/G.
2. Соответственно, если высота столба одной жидкости AC, содержащейся в сосуде ACDB находится в указанном отношении к высоте столба EF другой жидкости, помещенной в открытую с обоих концов трубку, так, как это показано на рисунке, то жидкости будут пребывать в состоянии покоя.
3. Но если отношение AC/EF будет больше отношения L/G, то жидкость в трубке будет подниматься и выливаться через ее край, если длина трубки EF недостаточно велика (это следует из гидростатического принципа).
4. Возможно наличие двух несмешивающихся разноплотных жидкостей.
5. С помощью фильтра, дуршлага или какого-нибудь другого сепаратора можно отделить легкую жидкость, смешанную с более тяжелой».
«Конструкция устройства. Приняв во внимание сформулированные выше условия, я предложил следующий проект вечного двигателя. Возьмем две любые порции разноплотных жидкостей (для определенности — равных объемов) и наполним ими сосуд ACDB до уровня А. Пусть отношение плотностей этих жидкостей будет выражаться отношением G/L. Возьмем затем открытую с обоих концов трубку EF такой длины, что AC/EF > 2L/G+L. Закроем нижнее отверстие F трубки фильтром или каким-либо материалом, отделяющим более легкую жидкость от более тяжелой (см. условие 5). Установим подготовленную таким образом трубку на дно сосуда. Я утверждаю, что жидкость будет непрерывно проходить через фильтр в отверстии F трубки и выливаться через ее край Е обратно в сосуд.
Рис. 27. Схема вечного двигателя Бернулли.
Доказательство. Согласно конструкции устройства отверстие F закрыто фильтром, который отделяет более легкую жидкость от более тяжелой. Поэтому при погружении трубки в сосуд более легкая жидкость должна через фильтр подняться вверх. Уровень жидкости в трубке при этом превысит уровень жидкости в сосуде (см. условие 2) и будет повышаться до тех пор, пока не будет достигнуто равенство AC/EF = 2L/G+L. Но поскольку конструкция устройства выполнена так, что AC/EF > 2L/G+L, более легкая жидкость непременно должна стекать в сосуд и вновь смешиваться там с более тяжелой жидкостью. Затем она вновь будет просачиваться через фильтр, подымать уровень жидкости в трубке и вновь возвращаться в сосуд. Таким образом движение жидкости будет длиться вечно».
С помощью своей теории Бернулли объяснял непрерывный подъем воды в горы и стекание рек в моря, полагал в противовес «ложной теории капиллярных сил», что истинной причиной круговорота воды в природе является разность плотностей соленой и пресной воды.
Источник
В ходе истории не раз возникали идеи двигателей, которые давали бы больше энергии, чем получали. Действительно, если бы удалось придумать такой двигатель очень большая часть проблем человечества могла бы быть решена. Однако все попытки создать вечный двигатель оказались безуспешными. В этой статье я рассмотрю несколько наиболее характерных моделей вечных двигателей, а также фундаментальные причины делающие вечные двигатели в принципе невозможными.
Впервые вечный двигатель был предложен в 12-м веке, в Индии математиком Бхаскарой Вторым. Он предложил сделать внутри колеса особые емкости со ртутью.
Вечный двигатель Бхаскары II. Источник: blogspot.com
По его идее в одной части колеса переливающаяся ртуть всегда будет перевешивать ртуть во второй половине колеса и тем самым колесо будет постоянно вращаться.
Одна из модификаций вечного двигателя Бхаскары II. Источник; wikipedia.org
Идею Бхаскары II не раз модифицировали, например заменяя ртуть шариками, рычагами, гирьками и т.д. однако суть оставалась той же самой. Вечное движение должно было достигаться постоянным неравновесием двух частей колеса.
Однако все подобные «вечные двигатели» в итоге оказывались неработоспособными. Проблема заключалась в том, что при неравном весе различных частей колеса смещался и его центр тяжести, что в итоге в какой-то из моментов приводило к остановке колеса в положении равновесия относительно нового центра тяжести.
Магнитный «вечный двигатель». Источник: fis.wikireading.ru
Принципиально иным является идея вечного двигателя основанного на магнитах, как изображено на рисунке выше. Согласно идее его авторов магнит находящийся наверху будет тащить металлический шарик вверх по горке, затем шарик провалится в отверстие, скатится вниз и вновь будет притянут по горке вверх. И так до бесконечности.
В реальности же такой двигатель также неработоспособен. Расчеты показывающие его неработоспособность выходят за рамки данной статьи, скажу только что существует два основных сценарий. Либо магнит не сможет тащить шарик вверх, а если все же сможет, то шарик не провалится в отверстие, а будет притянут к магниту.
Разоблачение магнитного «вечного двигателя»
Еще в последнее время на ютубе в последнее время появилось множество видео с другой версией магнитного вечного двигателя. На лопастях вентилятора закреплялись кусочки металла и при приближении магнита, на видео четко видно, что лопасти начинают быстро вращаться.
Еще один магнитны «вечный двигатель». Источник: youtube.com
Такие двигатели производят впечатление, но являются простым обманом: под кромкой вентилятора спрятана батарейка, а приближение магнита всего-лишь замыкает контакт между батарейкой и электродвигателем вентилятора.
Такие «вечные двигатели» относят к вечным двигателем первого рода. Это такие двигатели, которые не тратят энергию для совершения работы. Все они не могут быть работоспособными из-за того, что их принцип действия противоречит фундаментальному закону физики, а именно закону сохранения энергии.
Любой такой двигатель может работать только если имеет внешний источник энергии. Если где-то демонстрируется работающий «вечный двигатель» значит в нем, как в случае с вентилятором где-то спрятана батарейка или иной источник энергии.
Существуют также так называемые вечные двигатели второго рода. Их суть состоит в том, что такие двигатели должны использовать всю производимую работу для дальнейшего функционирования двигателя. Иными словами такой двигатель сам себя питает и имеет 100% коэффициент полезного действия.
Источник: cgtrader.com
Такие двигатели действительно не нарушают закон сохранения энергии. Но они противоречат другому не менее фундаментальному физическому закону — второму началу термодинамики.
Проблема в том, что невозможно создать такой двигатель, который бы преобразовывал всю энергию в работу без потерь. Все равно часть энергии будет тратиться на процессы внутри двигателя (хотя бы например из-за трения частей двигателя друг о друга).
Я сам в детстве пытался построить такой «вечный двигатель» по следующей схеме: аккумулятор приводит в действие электрический двигатель, электрических двигатель вращает ручку генератора, а генератор заряжает аккумулятор. Разумеется у меня ничего не вышло, так как потери энергии были слишком велики.
«Невозможный» двигатель EmDrive. Источник: habr.com
В настоящий момент практически ни в одной стране мира не рассматриваются новые заявки о создании вечных двигателей, так как давно установлено, что такие устройства теоретически невозможно и вопрос всегда лишь в том, где ошибся автор.
В то же время прогресс физики и химии особенно в последние годы просто огромен и существуют различные перспективные разработки, могущие в будущем привести к появлению источников «дармовой» энергии (термоядерный синтез, энергия вакуума и д.р.). Однако надо понимать, что эти устройства не будут «вечными двигателями» в классическом понимании этого слова и все равно будут получать энергию из внешних источников.
Источник