Вечный двигатель: великая иллюзия человечества
На протяжении веков изобретатели пытались построить механизм, который будет вращаться бесконечно без подвода энергии. Узнайте, как устроены самые известные проекты Perpetuum Mobile и почему природа всегда оказывается хитрее.
Два рода «вечных двигателей»
В физике все невозможные двигатели делят на два класса в зависимости от того, какой именно фундаментальный закон термодинамики они пытаются нарушить.
Вечный двигатель I рода
Воображаемое устройство, способное бесконечно совершать полезную работу без затрат топлива или внешней энергии (либо выдавать больше энергии, чем получает).
Нарушает закон сохранения энергии: энергия не возникает из ничего и не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую (ΔU = Q − A).
Вечный двигатель II рода
Гипотетическая тепловая машина, которая черпает тепло у одного-единственного резервуара (например, мирового океана или атмосферы) и полностью превращает его в механическую работу.
Нарушает второе начало термодинамики (постулат Томсона — Планка): для работы теплового двигателя необходима разность температур нагревателя и холодильника, иначе энтропия системы уменьшалась бы.
Калькулятор потерь энергии в реальном механизме
Выберите тип механизма и посмотрите, куда уходит подведённая энергия (100 Дж)
С каждым оборотом трение в подшипниках и сопротивление воздуха превращают часть кинетической энергии в тепло. Через несколько минут колесо неизбежно остановится.
Симулятор колеса Бхаскары (XII век)
Идея проста: откидные грузы справа находятся дальше от оси, чем слева, поэтому правая сторона якобы всегда перевешивает. Проверьте, что происходит на самом деле!
Показания приборов
Параметры установки
Хотя каждый груз справа находится дальше от центра (большее плечо силы), из-за геометрии рычагов на левой стороне одновременно оказывается больше грузов, чем на правой. В результате вращающие моменты слева и справа уравновешивают друг друга, а трение в оси постепенно останавливает колесо.
Знаменитые проекты в истории
Самые изобретательные конструкции и точный физический разбор причины их неработоспособности.
Экспертиза Парижской академии наук
С 1775 года Французская академия наук перестала принимать заявки на вечные двигатели. Сможете ли вы как эксперт найти ошибку в 4 классических идеях?