Чому неможливий вічний двигун?

В інтернеті часто можна побачити різні моделі вічних двигунів, які нібито працюють, але всі вони насправді не вічні, деякі відверто фальшиві і зроблені тільки для того, щоб набрати перегляди на YouTube. У сьогоднішній статті ми розберемося в найпопулярніших схемах вічних двигунів і чому вони не можуть працювати.

Джерело: https://www.shkolazhizni.ru

Види вічних двигунів

Вічний двигун — це ідеальний двигун, у якого коефіцієнт корисної дії більше одиниці (ККД>1). Гіпотетично існує два види вічних двигунів. Вічний двигун першого роду повинен виконувати роботу, не отримуючи енергії, що власне суперечить закону збереження енергії.

Двигун другого роду повинен перетворювати всю отриману теплоту на роботу. З його допомогою можна було б виконувати роботу шляхом практично невичерпних запасів внутрішньої енергії, якою володіють океани, моря, атмосфера та надра Землі. Такий двигун не суперечить закону збереження енергії, але дослідження вказують на неможливість створення вічного двигуна другого роду. Адже це суперечить другому закону термодинаміки.

Розгляньмо найпопулярніші схеми “вічних” двигунів, що зустрічаються в мережі.

Перпетуум динамо

Одним із перших “вічних” двигунів є індійський або арабський перпетуум динамо, який вважається вічним двигуном першого роду. Перші згадки про нього були в індійських та арабських рукописах. Він складається із закріплених під кутом до колеса довгастих судин, частково наповнених ртуттю. Якщо надати йому кутову швидкість, то колесо має обертатися вічно.

Перпетуум динамо.

Ще одна схема древнього “вічного” двигуна, зі схожим принципом дії це зубчасте колесо, в зубцях якого на шарнірах прикріплені вантажі, що відкидаються. Автори цих двигунів вважали, що якщо вантажі в одній частині колеса завжди ближчі до осі, а в іншій далі, то за законом важеля це повинно призводити колесо до постійного обертання. Однак цей двигун не працюватиме. Причина проста: з одного боку, вантажі мають довший важіль, але з іншого — їх кількість самих вантажів більша. Внаслідок цього моменти сил врівноважуються і колесо не обертатиметься вічно.

Сила Архімеда

А ось вічний двигун, що базується на силі Архімеда. Якщо спростити, то закон Архімеда каже, що тіла із щільністю меншою, ніж густина води, спливають на її поверхню. Тому вважалося, що якщо розташувати на мотузці порожні контейнери, і з одного боку помістити систему у воду, як на малюнку нижче, то сила Архімеда виштовхуватиме контейнери вгору і це дасть системі обертання.

Конструкція вічного двигуна, що базується на законі Архімеда.

Здавалося б, все добре, але тут не враховано один фактор. Сила, яка виштовхує контейнери з води, зумовлена ​​різницею між тисками води, що діють на нижню та верхню частини поверхні тіла. Але на нижній бак, який тільки входить у воду, тиск діятиме лише з одного боку і в кращому випадку це врівноважить систему, а в гіршому розгорне обертання у зворотний бік і дасть витікати воді.

Колесо Орфіреуса

У 1717 році інженер Йоган Бесслер, також відомий як Орфіреус, представив свій проєкт вічного двигуна. Конструкція являла собою колесо, що само рухається, порожнє всередині з системою противаг. Ця модель на той час пройшла безліч тестів і була здатна працювати протягом 54 днів. Принцип дії цього винаходу інженер завжди тримав у таємниці, тому неодноразово його звинувачували у шахрайстві. А конструкцію згодом інженер сам знищив.

Креслення загального вигляду вічного двигуна Бесслера (Орфіреуса).

До цього дня людству ще не вдалося створити вічний двигун, оскільки будь-яка концепція вічного двигуна суперечить або закону збереження енергії або другого закону термодинаміки. І з тієї ж причини, справжній вічний двигун навряд чи будь-коли буде створено.