1   2   3
Ім'я файлу: Чи можливе створення вічного двигуна (1).doc
Розширення: doc
Розмір: 117кб.
Дата: 04.02.2020
Пов'язані файли:
polozhennia_pro_konkurs.doc
Чи можливе створення вічного двигуна.doc

МОУ Гімназія № 7

Дослідницька робота з фізики

Чи можливе створення вічного двигуна?

Виконала: учениця 10 класу «А»

Жук Дар'я

Керівник: Добродумова Надія Петрівна

вчитель з фізики

2008

Актуальність

Зараз життя людини наповнена різною технікою, що полегшує наше життя. За допомогою машин людина обробляє землю, добуває нафту, руду, інші корисні копалини, пересувається і т.д. Основною властивістю машин є їхня здатність виконувати роботу. Вічний двигун - це такий уявний механізм, який безупинно рухає сам себе і, крім того, робить ще яку-небудь корисну роботу (наприклад, піднімає вантаж). Саме тому впродовж багатьох століть людство намагається створити вічний двигун. Але, на жаль, з-за великого числа заявок винахідників на видачу патентів на придумані ними непрацюючі вічні двигуни, ряд національних патентних відомств та академій наук зарубіжних країн, ухвалили рішення взагалі не приймати до розгляду заявки на винаходи абсолютного двигуна, оскільки це суперечить закону збереження енергії.

Мета

Вивчити можливість створення вічного двигуна, на прикладах непрацюючих моделей вічного двигуна.

Завдання

1) Вивчити літературу з обраної теми

2) Вивчити найвідоміші моделі вічного двигуна, з'ясувати причини їх недовговічності

3) Зробити висновок, спираючись на відібраний матеріал.

Зміст

Вступ, або значення створення вічного двигуна

Що таке вічний двигун?

Види моделей вічного двигуна, прийоми та їх комбінації, на основі яких конструюють вічні двигуни

17 найбільш відомих моделей вічного двигуна і чому ці двигуни не працюють

Закони природи, що виключають можливість створення перпетуум-мобіле

Спроби створення вічного двигуна нерідко призводять до плідним 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 життя людини неможливе без використання найрізноманітніших машин, що полегшують його життя. За допомогою машин людина обробляє землю, добуває нафту, руду, інші корисні копалини, пересувається і т.д. Основною властивістю машин є їхня здатність виконувати роботу.

Ось як писав про значення для людства вічного двигуна чудовий французький інженер, Саді Карно: "Загальне і філософське поняття" perpetuum mobile "містить у собі не тільки уявлення про рух, що після першого поштовху продовжується вічно, але дія приладу-небудь зборів таких , здатного розвивати в необмеженій кількості рушійну силу, здатної виводити послідовно зі спокою всі тіла природи, якби вони в ньому знаходилися, порушувати в них принцип інерції, здатного, нарешті, черпати із самого себе необхідні сили, щоб привести в рух весь Всесвіт, підтримувати і безперервно прискорювати його рух. Таке було б дійсне створення рушійної сили. Якщо б це було можливо, то стало б марним шукати рушійну силу в потоках води і повітря, у пальному матеріалі, ми мали б нескінченне джерело, з якого могли б нескінченно черпати ".

У XII-XIII столітті почалися хрестові походи, і європейське суспільство прийшло в рух. Стало швидше розвиватися ремесло і вдосконалюватися машини, що приводять у рух механізми. В основному це були водяні колеса і колеса, які приводяться в рух тваринами (кіньми, мулами, биками, які ходили по колу). От і виникла ідея придумати ефективну машину, що приводиться в рух більш дешевою енергією. Якщо енергія береться з нічого, то вона нічого не коштує і це крайній окремий випадок дешевизни - задарма.

Ще популярнішим ідея вічного двигуна стала в XVI-XVII століттях, в епоху переходу до машинного виробництва. Число відомих проектів вічного двигуна перевалила за тисячу. Створити вічний двигун мріяли не лише малоосвічені ремісники, але і деякі великі вчені свого часу, тому що тоді не існувало принципового наукового заборони на створення такого пристрою.

Вже в XV-XVII столітті прозорливі натуралісти, такі як Леонардо да Вінчі, Джіроламо 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 привело його, врешті-решт, до відкриття закону складання сил за правилом трикутника (додавання векторів).

До середини XVIII століття, після багатовікових спроб створити вічний двигун, більшість вчених стали вважати, що зробити це неможливо. Це був просто експериментальний факт.

З 1775 року Французька академія наук відмовилася розглядати проекти вічного двигуна, хоча і в цей час у французьких академіків не було твердих наукових підстав принципово заперечувати можливість черпати енергію з нічого.

Неможливість отримання додаткової роботи з нічого була твердо обгрунтовано лише зі створенням і затвердженням як загального і одного з найбільш фундаментальних законів природи «закону збереження енергії».

Спочатку Готфрід Лейбніц у 1686 році сформулював закон збереження механічної енергії. А закон збереження енергії як загальний закон природи сформулювали незалежно Юліус Майер (1845), Джеймс Джоуль (1843-50) і Герман Гельмгольц (1847).

Що таке вічний двигун?

Вічний двигун (лат. perpetuum mobile) - уявний, але нездійсненний двигун, який після пуску його в хід робить роботу необмежено довгий час. Кожна машина, що діє без припливу енергії ззовні, після закінчення деякого проміжку часу цілком витратить що був у ній запас енергії на подолання сил опору і повинна зупинитися, тому що продовження роботи означало б одержання енергії з нічого.

Багато винахідників намагалися побудувати машину - вічний двигун, здатну робити корисну роботу без яких-небудь змін усередині машини. Всі ці спроби закінчувалися невдачею. Перпетуум-мобіле, - це магічна ідея відтворити це вічний рух у штучному спорудженні і змусити його працювати як джина, випущеного з пляшки. Нічого дивного, що ідея вічного двигуна володіє магічною привабливістю і в наші дні. Проекти вічного двигуна здаються звичайній людині внутрішньо очевидними, особливо якщо він сам їх придумав.

Види моделей вічного двигуна, прийоми та їх комбінації, на основі яких конструюють вічні двигуни.

Вічний двигун першого роду - уявна, безперервно діюча машина, яка, будучи раз запущеної, чинила би роботу без отримання енергії ззовні. Вічний двигун 1-го роду суперечить закону збереження і перетворення енергії і тому є неможливим.

Вічний двигун другого роду уявна теплова машина, яка в результаті вчинення кругового процесу (циклу) цілком перетворить теплоту, одержувану від якогось одного «невичерпного" джерела (океану, атмосфери і т. п.), в роботу. Дія вічного двигуна 2-го роду не суперечить закону збереження і перетворення енергії, але порушує другий початок термодинаміки, і тому такий двигун нездійсненний. Можна підрахувати, що при охолодженні світового океану тільки на один градус можна одержати енергію, достатню для забезпечення всіх потреб людства при сучасному рівні її споживання на 14000 років.

Вічний двигун «третього роду». Наукового терміна «вічний двигун третього роду» не існує (це жарт), але існують до цих пір винахідники, які хочуть отримати енергію з «нічого». Або майже з нічого. Тепер «нічого» отримало назву «фізичний вакуум», і вони хочуть отримувати необмежену кількість енергії з «фізичного вакууму». Їхні проекти по простоті й наївності не поступаються проектам їх попередників, що жили століття тому. Нові вічні двигуни отримали назву «Вакуумно-енергетичні установки»; винахідники повідомляють фантастичні ККД подібних двигунів - 400%, 3000%! Їх намагаються створити зараз, на жаль, в поважних конструкторських бюро, що говорить про недостатню підготовку сучасних інженерів в області фізики. Обговорення того, чому так відбувається, виходить за рамки нашого плакату. Але ці інженери хоча б сумлінно помиляються. На жаль, існує інша категорія творців вічних двигунів. Це - містифікатори, хитруни і шахраї. Наведемо лише два приклади:

  1. Леонардо да Вінчі був не тільки великим художником, але і інженером, упорядником свят, розважальних атракціонів. Він теж кілька років наполегливо намагався створити вічний двигун і прийшов до висновку, що це неможливо. Ось його слова, дуже важливі для розуміння проблеми вічного двигуна, сказані в кінці XV століття: «Пошук конструкції вічного колеса - джерела вічного руху - можна назвати одним з найбільш безглуздих помилок людини. Протягом століть всі, хто мав справу з гідравлікою, військовими машинами та іншим, витрачали багато часу і грошей на пошуки вічного двигуна. Але з усіма ними траплялося те ж, що з шукачами золота (алхіміками): завжди знаходилася якась дрібниця, яка заважала успіху. Моя невелика робота принесе їм користь: їм не доведеться більше рятуватися втечею від королів і правителів, не виконавши обіцянки ». Незважаючи на таке ясне розуміння неможливості створити вічний двигун, у записних книжках Леонардо є рядки, які говорять, 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 Промовляй про її демонстрації». Цей вічний двигун був заснований на законі Архімеда і, знаючи, що двигун працювати не буде, Леонардо мав намір організувати непомітний потік «живої води» (тобто приводити в рух двигун непомітно організованим зовнішнім потоком води). Історики будують припущення, чому Леонардо да Вінчі вдавався до містифікації, але факт залишається фактом. Навіть великими натуралістами часто рухають не наукові мотиви. Що ж говорити про звичайних інженерах, які, беззавітно вірячи свою здогадку, 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 і правителів, не виконавши обіцянки».

  2. Ось історія з Петром Першим, який мало не купив за величезні гроші нібито вічний двигун. Петро I був видатним організатором промислового виробництва і кораблебудування. Він вникав в технічні деталі більшості проектів і, природно, його теж хвилювала проблема вічного двигуна. У 1715-22 роках Петро витратив багато зусиль, щоб купити вічний двигун доктора Орфіреус. «Саморушні колесо» Орфіреус було, ймовірно, найбільш успішною містифікацією вічного двигуна. Винахідник погоджувався продати свою машину лише за 100 тисяч єфимків (талерів), що становило тоді величезну суму. На початку 1725 цар хотів особисто оглянути вічний двигун в Німеччині, але незабаром Петро помер. Ось типовий шлях успішного інженера, що став, хочеться вірити в силу обставин, шахраєм. Орфіреус народився в Німеччині в 1680 р., вивчав богослов'я, медицину, живопис і, нарешті, зайнявся винаходом «вічного» двигуна. До смерті в 1745 р. він жив ​​на пристойні доходи, які отримував, показуючи свою машину спочатку на ярмарках, а потім у могутніх покровителів, таких як польський король і ландграф Гессен-Кассельський. Ландграф Гессен-Кассельський влаштовував серйозні випробування вічного двигуна Орфіреус. Двигун закрили в кімнаті і запустили, а потім кімнату замкнули, опечатали і 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 протягом 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 обертів на хвилину, здатний підняти 16 кг на висоту 1,5 м, а також може приводити в дію ковальський міх і точильний верстат. Тому Петро Перший і зацікавився чудесної машиною. Але не всі вірили Орфіреус. Тому, хто викриє його в шахрайстві, пропонувалася дуже велика премія в 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 приводився в рух людьми, непомітно смикали за тонкий шнурок. Цими людьми були брат винахідника і його служниця. Орфіреус був дуже добрим винахідником і ризикованим людиною, якщо зміг ховати в закритій кімнаті ландграфа Гессен-Кассельского цих людей кілька тижнів. Адже вони повинні були, не тільки щось є, а й просто ходити в туалет. Характерно, що Орфіреус наполегливо стверджував, що дружина і прислуга доносили на нього по злобі: «весь світ наповнений злими людьми, яким вірити вельми неможливо». Посланець Петра Першого бібліотекар і вчений Шумахер, який займався підготовкою угоди з Орфіреус, писав Петру, що французькі й англійські вчені «ні в що шанують всі оні перепетуі мобілес і кажуть, що оне проти принципу математичних». Це говорить про те, що вже за сто тридцять років до формулювання закону збереження енергії більшість вчених були переконані, що вічний двигун створити неможливо.

Вічні двигуни звичайно конструюють на основі використання таких прийомів або їх комбінацій:

1). підйом води за допомогою архимедова гвинта;

2). підйом води за допомогою капілярів;

3). використання колеса з неуравновешівающіміся вантажами;

4). природні магніти;

5). електромагнетизм;

6). пар або стиснене повітря.

17 найбільш відомих моделей вічного двигуна і чому ці двигуни не працюють

Проект 1. Колесо з перекочується кулями

Ідея винахідника: Колесо з перекочується в ньому важкими кульками. При будь-якому положенні колеса вантажі на правій його стороні будуть знаходитися далі від центру, ніж вантажі на лівій половині. Тому права половина повинна завжди перетягати ліву і змушувати колесо обертатися. Виходить, колесо має 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 ваги вантажів, помножених на проекцію радіусів, перпендикулярну до напрямку сили тяжіння, праворуч і ліворуч були рівні (FiLi = FjLj).

Проект 2. Ланцюжок куль на трикутній призмі

Ідея винахідника: Через тригранну призму перекинута ланцюг з 14 однакових кульок. Зліва чотири кулі, праворуч - два. Решта вісім куль врівноважують один одного. Отже, ланцюг прийде в вічний рух проти годинникової стрілки.

Чому двигун не працює: Вантажі приводить у рух тільки складова сили тяжіння, паралельна похилій поверхні. На більш довгою поверхні більше вантажів, але і кут нахилу поверхні пропорційно менше. Тому сила тяжіння вантажів праворуч, помножена на синус кута, дорівнює силі тяжіння вантажів ліворуч, помноженої на синус іншого кутка.

Проект 3. «Пташка Хоттабича»

Ідея винахідника: Тонка скляна колба з горизонтальною віссю посередині упаяні в невелику ємність. Вільним кінцем колбочка майже стосується її дна. У нижню частину іграшки налито трохи ефіру, а верхня, порожня, обклеєна зовні тонким шаром вати. Перед іграшкою ставлять склянку з водою і нахиляють її, примушуючи «попити». Пташка починає два-три рази на хвилину нахилятися і занурювати голівку в стаканчик. Раз за разом, безперервно, вдень і вночі кланяється пташка, поки в стаканчику не скінчиться вода.

Чому це не вічний двигун: 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 парів у верхній частині знижується. Але тиск в нижній частині залишається тим же. Надмірний тиск парів ефіру в нижній частині піднімає рідкий ефір по трубочці 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, при цьому захопивши воду зі склянки. Випаровування води починається знову, голова охолоджується і все повторюється. Якщо б вода не випаровувалася, то пташка б і не рухалася. Для випаровування з навколишнього простору споживається енергія (зосереджена у воді і навколишньому повітрі).

«Справжній» вічний двигун повинен працювати без витрати зовнішньої енергії. Тому пташка Хоттабича насправді не є вічним двигуном.

Проект 4. Ланцюжок поплавців

Ідея винахідника: Висока вежа наповнена водою. Через шківи, ​​встановлені вгорі і внизу вежі, перекинуть 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, тягнучи за собою весь ланцюг, а знаходяться ліворуч ящики спускаються вниз під дією сили тяжіння. Таким чином, ящики потрапляють поперемінно з повітря в рідину й навпаки.

Чому двигун не працює: Ящики, що входять в рідину, зустрічають вельми сильну протидію з боку рідини, причому робота на проштовхування їх у рідина не менше роботи, яку здійснюють силою Архімеда при Спливання скриньок на поверхню.

Проект 5. Архимедів гвинт і водяне колесо

Ідея винахідника: Архимедів гвинт, обертаючи, піднімає воду у верхній бак, відкіля 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 Архимедів гвинт, що піднімає воду у верхній бак. Гвинт повертає колесо, а колесо - гвинт! Цей проект, винайдений ще в 1575 році італійським механіком Страдою Старшим, потім повторювався в численних варіаціях.

Чому двигун не працює: Більша частина проектів вічних двигунів дійсно могла б працювати, якби не існування сили тертя. Якщо це двигун - повинні бути і рухомі частини, значить, недостатньо двигуну обертати самого себе: чи потрібно виробляти ще й надлишкову енергію для подолання сили тертя, яку ніяк не прибереш.

  1   2   3

скачати

© Усі права захищені
написати до нас