Stroj na věčný pohyb vzrušuje mysl vědců a vynálezců po celém světě. Nyní jsou jím mnozí posedlí v podstatě stejným způsobem, jako byli kdysi alchymisté posedlí myšlenkou výroby zlata z olova. Ten totiž, perpetum mobile, přinese spoustu výhod nejen v krátkodobém horizontu, ale i v daleké budoucnosti. Hlavní je pochopit, že perpetum mobile není přesně to, co si mnoho lidí představuje. To je mnohem pokročilejší věc, ale zároveň jednodušší, než se běžně věří. Existuje také několik konceptů pro takový motor. Podívejme se na některé z nich.

Jak funguje „perpetum mobile machine“ a příklady jeho konstrukce. Perpetum mobile je něco, co je nemožné ani teoreticky. Protiřečí si. Fotografie.

Perpetum mobile je něco, co je nemožné ani teoreticky. Protiřečí si.

Je možné patentovat perpetum mobile?

Za prvé stojí za to rozhodnout, že je nemožné patentovat perpetum mobile. To znamená, že pokud najdete způsob, jak oklamat fyzikální zákony, budete samozřejmě poděkováni, ale nebudete mít komerční práva na svůj vynález. Maximálně dostanete Nobelovu cenu a můžete počítat s celosvětovým respektem. Pokud jste s tímto spokojeni, stojí za to vyzkoušet a pracovat tímto směrem.

O patentech perpetum mobile se přestalo uvažovat už dávno. Například americký patentový úřad takové přihlášky neakceptoval více než sto let a pařížská akademie věd od roku 1775 o konstrukcích takových motorů neuvažuje.

Co je to perpetum mobile

Pokud se budeme bavit o tom, co je perpetum mobile obecně, tak všechny základní definice se scvrkají na to, že jde o imaginární zařízení, které funguje donekonečna. A hlavně musí mít účinnost vyšší než 100 %. To znamená, že množství energie, kterou vyrobí, musí být větší než množství, které spotřebuje na provoz. Tento perpetuum mobile prvního druhu.

V latině, perpetum mobile machine je Perpetum mobile

Existuje také koncept perpetuum mobile druhého druhu. Takový mechanismus musí přijímat teplo z jednoho zásobníku a zcela jej přeměnit na práci. Tento typ stroje na věčný pohyb je z definice nemožný, protože odporuje prvnímu a druhému zákonu termodynamiky.

Může se zdát, že prostor lze nějakým způsobem nazvat perpetum mobile, ale také to není pravda. Svítidla dříve nebo později zhasnou a planety, satelity a galaxie, které se pohybují ve vesmíru, se zdají být věčné. Ve skutečnosti svou kinetickou energii postupně rozptylují vlivem odporu slunečního větru, přitažlivosti jiných objektů, tepelného záření a dokonce i gravitačních vln.

ČTĚTE VÍCE
Jaké lepidlo je nejlepší použít na lepení nábytku?

Co je to perpetum mobile? Tato věc se otáčí sama od sebe už miliardy let, ale nelze ji považovat za perpetum mobile. Fotografie.

Tato věc se otáčí sama od sebe už miliardy let, ale nelze ji považovat za perpetum mobile.

Ve vesmíru je to téměř nepostřehnutelné, protože vzdálenost a velikost těles jsou obrovské a odporové síly jsou minimální, ale stále dochází ke ztrátě energie. Jednoduše řečeno, pokud dáte naší planetě nekonečnou dobu rotace, vyjma změn jiných faktorů, dříve nebo později se prostě zastaví. Ve skutečnosti je vše trochu složitější a ve skutečnosti to bude přitahováno ke Slunci, ale máte představu.

Burácející motory a zákaz vycházení: jak SpaceX přinutila obyvatele Texasu prodat své domy

Můžeme říci, že motor se také dříve nebo později zastaví, pokud mu dáte nekonečně dlouhou dobu (stejně to nebudeme kontrolovat), ale právě proto existuje požadavek, aby perpetum mobile produkoval více energie než on spotřebuje. I když vyrobí o nepatrný zlomek procenta více energie, než přijme, bude si schopen zajistit „palivo“.

Co je to perpetum mobile? Trocha humoru na téma perpetum mobile. Tady je! Fotografie.

Trocha humoru na téma perpetum mobile. Tady je!

Jak vyrobit perpetum mobile

Po celém světě bylo učiněno nespočet pokusů vyrobit perpetum mobile. Byly navrženy různé návrhy, ale jedno měly společné – všechny neprošly testem a nestaly se skutečným strojem perpetum mobile. I když se na první pohled může zdát, že některé z níže navržených návrhů budou fungovat, ale to je omyl. Konstrukce magnetického motoru se může co nejvíce přiblížit skutečné koncepci perpetum mobile.

Perpetum mobile s magnety

Konstrukce perpetum mobile pomocí magnetů se může zdát jednoduchá a důmyslná zároveň, ale je v ní jedno „ale“. Za prvé, magnet, i ten nejlepší, nemůže dodávat energii donekonečna a jeho síla magnetismu se časem sníží. V důsledku toho motor jednoduše přestane fungovat. I když zpočátku nápad opravdu není špatný.

Myšlenka perpetum mobile se v myslích vynálezců začala aktivovat s příchodem neodymových magnetů. Snažili se je použít kdekoli a Michael Brady dokonce vyrobil motor, který si nechal patentovat, i když ne jako věčný.

Takové věci jsou trochu fascinující:

Jak funguje „perpetum mobile machine“ a příklady jeho konstrukce. Perpetum mobile na magnetech. Fotografie.

Jde o to, že magnet přitahuje protičásti umístěné na rotujícím kole a uvádí konstrukci do pohybu. Konstrukce je jednoduchá a přímočará, ale i když nepočítáte se ztrátami třením nebo je jednoduše eliminujete umístěním systému do vakua, motor stejně nevydrží věčně. Už jen proto, že magnety časem ztrácejí své vlastnosti.

ČTĚTE VÍCE
Jak zjistit odolnost barev a laků vůči povětrnostním vlivům?

První perpetum mobile

V každém podnikání musí být někdo první. Byl zde také průkopník „konstrukce motoru s trvalým pohybem“ – indický matematik Bhaskara. Zmínka o perpetum mobile se nachází v jeho rukopisech, které pocházejí z XNUMX. století.

V těchto rukopisech matematik popisuje mechanismus, který je poháněn tokem rtuti nebo jiné kapaliny uvnitř trubek, které musí být umístěny po obvodu kola. Design vypadá slibně díky tomu, že kapalina je na jedné straně kola bude vždy dále od svého středu.

První perpetum mobile. Tak vypadal koncept prvního perpetum mobile. Fotografie.

Tak vypadal koncept prvního perpetum mobile.

Ve skutečnosti takový systém nefunguje. Pokud uděláte jen dvě trubičky na různých stranách kola, tak to opravdu převáží, ale když jich je hodně, jiná poloha kapaliny v každé stejně vyrovná systém a nedojde k žádné rotaci.

Bhaskar měl následovníky, kteří navrhovali používat závaží, která mění jejich polohu místo kapaliny. Všechny tyto projekty byly samozřejmě odsouzeny k neúspěchu a postupně byl původní nápad na design perpetum mobile nahrazován jinými.

První perpetum mobile. Jedna z variací na téma Bhaskarova stroje perpetum mobile. Fotografie.

Jedna z variací na téma Bhaskarova stroje perpetum mobile.

Archimédův stroj na věčný pohyb

Ve skutečnosti Archimedes sám nevynalezl žádný druh perpetum mobile. Pouze formuloval zákon, podle kterého funguje následující systém. Každý, kdo někdy hodil míč, plovák nebo jiný nafukovací předmět do vody, tento zákon zná.

Vzhledem k tomu, že se jím vytlačí něco, co váží méně než voda, lze to také použít jako perpetum mobile a existují podobné koncepty. Můžete například zkusit umístit do systému kuličky, které vyplavou z vody a roztočí motor.

Archimédův stroj na věčný pohyb. Tato konstrukce nezohledňuje skutečnost, že je nemožné udržet sání v nádrži, a i když je to možné, bude vyvíjet tlak na přicházející plováky takovou silou, že plovoucí plováky nemohou kompenzovat. Fotografie.

Tato konstrukce nezohledňuje skutečnost, že je nemožné udržet sání v nádrži, a i když je to možné, bude vyvíjet tlak na přicházející plováky takovou silou, že plovoucí plováky nemohou kompenzovat.

Problém je v tom, že v uzavřeném systému musí být „utracené“ kuličky znovu ponořeny do vody, což vyžaduje více energie, než se objeví při vyplavení. To je důvod, proč se systém téměř okamžitě dostane do rovnováhy a přestane se pohybovat. Pokud nevynutíte kapalinu, aby byla na jedné straně, nebude možné ji udržet bez ztráty. Pokud se bude neustále přidávat, pak už takový mechanismus nebude splňovat základní požadavky na perpetum mobile.

Největší ponorka a historie vzniku ponorek

ČTĚTE VÍCE
Jak vyrobit automatické zavlažování pokojových rostlin vlastními rukama?

Perpetum mobile na protizávažích

Další systém perpetum mobile zahrnuje použití ofsetového systému, ve kterém závaží zavěšená na řetězu musí táhnout celou konstrukci spolu s ním.

Perpetum mobile na protizávažích. Takto by měl tento systém vypadat a točit se proti směru hodinových ručiček, ale velmi rychle se dostane do rovnovážného stavu. Fotografie.

Takto by měl tento systém vypadat a točit se proti směru hodinových ručiček, ale velmi rychle se dostane do rovnovážného stavu.

Tuto konstrukci navrhl holandský matematik Simon Stevin. 14 kuliček musí být spojeno do řetězu. Tento řetěz musí být prohozen přes trojúhelníkový hranol. Podle představy bude na jedné straně kuliček dvakrát tolik a budou táhnout celý systém. V tomto případě se koule, které visí zespodu, neúčastní procesu, protože jsou vyvážené a nesmí překážet v práci na hranolu.

Zní to skvěle a logicky, ale ta část systému, kde je kuliček dvakrát tolik, má plošší rovinu a složka gravitace kuliček na této straně bude menší. V důsledku toho se systém opět dostane do rovnováhy a rychle se zastaví.

Perpetum mobile na protizávažích. Toto také není perpetum mobile, ale jen hračka, protože dojde ke ztrátě kinetické energie. Fotografie.

Toto také není perpetum mobile, ale jen hračka, protože dojde ke ztrátě kinetické energie.

Proč je nemožné vytvořit perpetum mobile?

Za prvé vytvořit perpetum mobile je nemožné kvůli tomu, že porušuje mnoho fyzikálních zákonů, které byly formulovány a testovány po staletí (a tisíciletí). Je prostě nemožné generovat více energie v důsledku pohybu, než bylo vynaloženo na uvedení systému do pohybu.

Proč je nemožné vytvořit perpetum mobile? Co když ano? Fotografie.

Na druhou stranu bylo dříve mnoho věcí považováno za nemožné. Co když lidstvo stále nedokázalo najít zásadní chybu vědců minulosti? Pokud jste to chtěli zkusit, zkuste to! Pokud jste to nechtěli udělat, ale máte nápad, který jste připraveni sdílet, udělejte to v našem telegramovém chatu nebo v komentářích k článku.

termodynamika pro figuríny

V pokračování našeho kurzu „Fyzika pro figuríny“ začneme zvažovat základy tak důležité části, jako je termodynamika.

Aktivní rozvoj termodynamiky začal v devatenáctém století. Tehdy lidé začali stavět první parní stroje a poté je aktivně zavádět do výroby. Začala průmyslová revoluce a všichni přirozeně chtěli zvýšit efektivitu strojů, aby mohli vyrábět více produktů, cestovat dál a nakonec získat více peněz. To vše velmi dobře podnítilo rozvoj vědy a naopak. Ale pojďme k jádru věci.

Instalace světlometů s parním generátorem

Instalace světlometů s parním generátorem

Termodynamika je obor fyziky, který studuje makroskopické systémy, jejich nejobecnější vlastnosti, způsoby přenosu a přeměny energie v takových systémech.

Co jsou makroskopické systémy? Jedná se o systémy skládající se z velmi velkého počtu částic. Například plynová láhev nebo balón. Popsat takové systémy pomocí metod klasické mechaniky je prostě nemožné – vždyť nemůžeme měřit rychlost, energii a další parametry každé molekuly plynu jednotlivě. Přesto chování celé populace částic podléhá statistickým zákonitostem. Ve skutečnosti lze jakýkoli objekt viditelný pro nás (pouhým okem) definovat jako termodynamický systém.

ČTĚTE VÍCE
Potřebuji povolení k instalaci video sledování v soukromém domě?

Termodynamický systém – skutečně nebo mentálně rozlišený makroskopický fyzikální systém skládající se z velkého množství částic, který pro svůj popis nevyžaduje použití mikroskopických charakteristik jednotlivých částic. V souladu s tím se k popisu termodynamického systému používají makroskopické parametry, které se nevztahují ke každé částici, ale popisují systém jako celek. Tento teplota, tlak, objem, hmotnost systému a tak dále.

Je důležité si uvědomit, že termodynamické systémy mohou být ZAVŘENO и OTEVŘENO. Uzavřený systém je systém, který je chráněn před okolím pomocí reálného nebo imaginárního obalu, přičemž počet částic v systému zůstává konstantní.

Systém může být v různých stavech. Vzali jsme například plynovou láhev a začali ji ohřívat. Tak jsme změnili energii molekul plynu, začaly se pohybovat rychleji a systém se posunul do nějakého nového stavu s vyšší teplotou. Ale co se stane, když systém zůstane sám? Potom po nějaké době systém přejde do stavu termodynamická rovnováha.

Termodynamická rovnováha je stav systému, ve kterém jeho makroskopické parametry (teplota, objem atd.) zůstávají v průběhu času neměnné.

Termodynamika stojí na svých třech pilířích. Existují tři základní postuláty neboli tři zákony termodynamiky. Říká se jim první, druhý a třetí termodynamický zákon. Podívejme se na první zákon nebo první zákon termodynamiky.

První zákon termodynamiky

První termodynamický zákon říká:

V každém izolovaném systému zůstává dodávka energie konstantní.

Mimochodem, tento postulát má několik ekvivalentnějších formulací. Uveďme je níže:

Množství tepla přijatého systémem jde ke změně vnitřní energie systému a také k výkonu práce proti vnějším silám.

Perpetum mobile prvního druhu (motor, který pracuje bez vynaložení energie) je nemožný.

Zapišme si také matematické vyjádření prvního termodynamického zákona:

Zde Q je množství tepla, delta U je změna vnitřní energie, A je práce proti vnějším silám. Pro různé termodynamické procesy, vzhledem k jejich charakteristikám, bude záznam prvního zákona vypadat jinak.

Proč je věčný stroj prvního druhu nemožný?

Již od pradávna lidi přitahovaly dárky Jejího Veličenstva zdarma. Kámen mudrců, který promění jakýkoli kov ve zlato, vlastnoručně složený ubrus, se kterým nemusíte vařit, džin, který splní každé přání. Další takovou myšlenkou byla myšlenka stroje na věčný pohyb.

ČTĚTE VÍCE
Jak zjistit, zda je na místě voda a v jaké hloubce?

Pokud se nikdo nepokusil najít vlastnoručně sestavený ubrus, pak se mnohokrát pokusil vynalézt stroj na věčný pohyb. V průběhu staletí se různí lidé ptali sami sebe: jak postavit perpetum mobile? Podle historických záznamů se o první takový pokus pokusil ve dvanáctém století jistý indický vědec. Pak bylo mnoho dalších pokusů, včetně Leonarda da Vinciho, který na této otázce úzce spolupracoval. Konečně v devatenáctém století bystré hlavy Hermanna Helmholtze a Jamese Jouleho zformulovaly první princip dynamiky a potvrdily jej experimenty, které rozptýlily všechny pochybnosti. Užitečný je i článek o tom, jak udělat prezentaci ve Wordu a Powerpointu.

Perpetum mobile od Leonarda da Vinciho

Perpetum mobile je nemožné, protože tak svět funguje. Říkají nám to zákony termodynamiky. Podle prvního zákona termodynamiky množství tepla přijatého systémem mění vnitřní energii systému a také působí proti vnějším silám. Například plyn umístěný ve válci s pístem, přijímající určité množství tepla, zvyšuje svou vnitřní energii, molekuly se pohybují rychleji, plyn zaujímá větší objem a tlačí píst (práce proti vnějším silám). Jinými slovy, je-li práce vykonávána bez vnějšího přílivu energie, lze ji vykonávat pouze díky vnitřní energii systému, která dříve nebo později vyschne a přemění se v dokonalou práci, v níž vše skončí a systém se dostane do stavu termodynamické rovnováhy. Energie na světě totiž nikam neodchází ani nepřichází, její množství zůstává konstantní a mění se pouze její forma. Jistě jste si všimli, že mluvíme o tzv. perpetuum mobile prvního druhu (který dokáže pracovat bez energie). Spěcháme vás ujistit, že existence perpetum mobile druhého druhu je také nemožná a je vysvětlena druhým termodynamickým zákonem, o kterém budeme hovořit v blízké budoucnosti.

Energie a její formy

Doufáme, že vaše seznámení s termodynamikou bylo příjemné a že si ji zamilujete z celého srdce. Pokud se tak nestane, vždy můžete zadávat úkoly z termodynamiky našim autorůmzatímco děláte příjemnější věci.