Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Вічний двигун - Perpetuum mobile - Математика

Реферат по курсу концепції сучасного природознавства студента групи Е61 економічного факультету ОмГУ Бубнова Андрія

Омський Державний Університет

Омськ, 1996

Мартин. Що таке perpetuum mobile?

Бертольд. Perpetuum mobile, тобто вічний рух. Якщо знайду вічний рух, то я не бачу меж творчості людському ... бач, добрий мій Мартин, робити золото - завдання приваблива, відкриття, можливо, цікаве, але знайти perpetuum mobile ... О! ...

А. С. Пушкін. "Сцени з лицарських часів"

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.

У всіх механізмах і машинах перш ніж зробити роботу енергія переходить з одного виду в інший. Не можна одержати енергії одного виду більше чим іншого при будь-яких перетвореннях енергії, тому що це суперечить закону збереження енергії. У зв'язку з цим не можна створити вічний двигун, тобто такий двигун в якому у результаті перетворення енергії одного виду її виходить більше, ніж було.

Закон збереження і перетворення енергії є основним у сучасному природознавстві. Енергія, що є мірою руху матерії, має наступні різновиди: механічна, електрична, теплова, магнітна, атомна та ін. Кожна з них може перетворюватися одна в одну, причому в зовсім визначених співвідношеннях, і при цьому кількість енергії залишається незмінним. Загальна кількість енергії замкнутої матеріальної системи є величина постійна, змінюються тільки різні види цієї енергії, випробуючи взаємні перетворення.

Закон збереження енергії був сформульований ще в 1748 році М. В. Ломоносовим, який писав: "... так, коли де убуде трохи матерії, то збільшиться в іншому місці; ... Цей загальний природний закон простирається й у самі правила руху, бо тіло, рушійне своєю силою інше, стільки ж отої у себе втрачає, скільки повідомляє іншому, яке від нього рух отримує ".

Багато винахідників намагалися побудувати машину - вічний двигун, здатну робити корисну роботу без яких-небудь змін усередині машини. Всі ці спроби закінчувалися невдачею.

Вічний двигун (лат. Perpetuum mobile) - уявний, але нездійсненний двигун, що 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 свій запас енергії на подолання сил опору і повинна зупинитися, тому що продовження роботи означало б одержання енергії з нічого.

Ось як писав про значення для людства вічного двигуна чудовий французький інженер Саді Карно: "Загальне і філософське поняття" perpetuum mobile "містить в собі не тільки уявлення про рух, що після першого поштовху продовжується вічно, але дія приладу какогонибудь зборів, 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 надати руху усьому Всесвіту, підтримувати і безперервно прискорювати її рух. Таке було б дійсне створення рушійної сили. Якби 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. "

Вічні двигуни звичайно конструюють на основі використання наступних чи прийомів їхніх 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 стисле повітря.

Ідея вічного руху була дуже популярна в середні віки. Володіння секретом такого двигуна здавалося більш привабливим, чим навіть мистецтво робити золото з недорогоцінних металів. Безліч людей займалося цією нерозв'язною проблемою. Серед них були навіть люди з непоганим на той час походженням. Відомо, що безліч праць Ньютона містять конструкції вічного двигуна. У записах Леонардо да Вінчі теж були знайдені кілька нарисів perpetuum mobile.

Найбільше часто зустрічається модель вічного двигуна, що дотепер відроджується в різних варіаціях завдяки гореізобретателям, заснована на застосуванні колеса з неврівноваженими вантажами.

До країв колеса прикріплені відкидні палички з вантажами на кінцях. При всякому положенні колеса вантажі на правій стороні будуть відкинуті далі від центру, ніж на лівій; ця половина, отже, повинна перетягати ліву і тим самим змушувати колесо обертатися. Виходить, колесо буде обертатися вічно, принаймні доти, поки не перетреться вісь. Так думав невідомий винахідник. Але цього не буде відбуватися, і от чому: хоча вантажі на правій стороні завжди далі від центру, але неминуче таке положення, коли число цих вантажів менше, ніж на лівій. Тоді система врівноважується, отже, колесо не буде обертатися, а, зробивши кілька хитань, зупиниться.

Деякі винахідники вічних двигунів були просто шахраями, що спритно надували легковірну публіку. Одним з найбільш видатних "винахідників" був деякий доктор Орфіреус (справжнє прізвище - Бесслер). Перепробувавши безліч занять, він прийшов до відкриття вічного двигуна. Основним елементом його двигуна було велике колесо, що ніби то не тільки оберталося саме собою, але і піднімало при цьому важкий вантаж на значну висоту. Цей доктор мав безліч високопоставлених заступників, таких як польський король Август II, ландграф ГессенКассельскій. Останній надав винахіднику свій замок і усіляко випробував машину. Цим двигуном зацікавився і Петро I, що подумував про його придбання. Однак Орфіреус погоджувався продати машину не менш ніж за 100000 рублів, з чого випливає, що він одержував великий прибуток від неї. Він був, мабуть, найщасливішим авантюристом, тому що безбідно прожив до старості, одержуючи чималі гроші від показу машини. Однак його "вічний двигун" виявився далеко не вічним - його пускали в хід брат і служниця, смикаючи за мистецько захований мотузок.

Іншим прикладом вічного двигуна може служити наступна машина. Масло або вода, налита в судину, піднімається гнотами спочатку у верхню судину, а відтіля іншими гнотами - ще вище; верхня судина має жолоб для стоку олії, що падає на лопатки гвинта, приводячи його в обертання. Олія, що стекла вниз, знову піднімається по ґнотах до верхньої судини. Таким чином, струмінь олії, що стікає по жолобку на колесо, ні на секунду не переривається, і колесо постійно повинно знаходитися в русі ... Але тут криється помилка: чому винахідник думає, що олія повинна стікати вниз з верхньої, загнутої частини ґнота? Капілярний притягання, переборовши силу ваги, підняло рідину нагору по гноті; але та ж причина утримує рідину в порах намоклого гніту, не даючи їй капати з нього. Якщо припустити, що у верхню судину уявної вертушки від дії капілярних сил може просочитися рідина, то треба буде визнати, що ті ж ґноти можуть перенести її назад у нижній за допомогою тих же сил.

Цей проект нагадує інший, винайдений ще в 1575 році італійським механіком Страдою Старшим, і потім повторювався в численних варіаціях. Архімедів гвинт, обертаючи, піднімає воду у верхній бак, відкіля вона випливає з лотка струменем, що вдаряє в лопатки водяного колеса. Водяне колесо обертає точильний камінь і одночасно рухає ... той самий Архимедів гвинт, що піднімає воду у верхній бак. Гвинт повертає колесо, а колесо - гвинт! ..

В історії винаходів вічного двигуна магніт зіграв не останню роль. Ось приклад такого двигуна, описаного в XVII столітті єпископом Джоном Вілкенсоном.

Сильний магніт міститься на колонці. До неї притулені два похилих жолоби, один під іншим, причому верхній має невеликий отвір у верхній частині, а нижній зігнутий. Якщо на верхній жолоб покласти невелику залізну кульку, то внаслідок притягання магнітом він покотиться вгору, однак, дійшовши до отвору, він провалиться в нижній жолоб, скотиться по ньому, підніметься по кінцевому заокругленню і знову потрапить на верхній жолоб. Таким чином, кулька буде бігати безупинно, здійснюючи тим самим вічний рух.

Тут відразу видно всю абсурдність цього винаходу. Чому кулька буде скочуватися вниз? Він скочувався б, якби була тільки під дією сили тяжіння. Але на нього діє магніт, що гальмує його спуск, і отже, кулька не буде мати досить енергії для того, щоб піднятися по заокругленню і почати цикл спочатку.

Велику популярність одержала у винахідників вічного двигуна ідея з'єднання динамо з електромотором. Усі подібні проекти зводяться до наступного - треба шківи динамо і електромотора з'єднати ременем, а провід від динамо підвести до електромотора. Після первісного імпульсу машини почнуть виробляти енергію, і це буде продовжуватися до безкінечності. Тут все зводиться до того, що якби не було тертя, вони б дійсно оберталися вічно. Але дивно, що винахідникам не спадає на думку інший проект - з'єднати два шківи ременем і дати поштовх. Перший шків, обертаючись, приведе в рух другий, а другий, у свою чергу, передасть енергію на рух першому.

Всі вищенаведені двигуни були двигунами першого роду, тобто такими двигунами, що порушують перший початок термодинаміки. Відповідно до першого закону термодинаміки ми маємо

Будь-яка машина може робити роботу над зовнішніми тілами тільки за рахунок одержання ззовні кількості теплоти Q (тобто енергії) чи зменшення своєї внутрішньої енергії DU.

Порівняно мало було спроб створення вічних двигунів другого роду. Для роботи звичайного теплового двигуна необхідно мати нагрівач і холодильник. Дуже привабливою здається завдання створення теплової машини, яка могла б робити механічну роботу з використанням нагрівача.

Можна підрахувати, що при охолодженні світового океану тільки на один градус можна отримати енергію, достатню для забезпечення всіх потреб людства при сучасному рівні її споживання на 14000 років.

Можливість створення такої машини, названої вічним двигуном другого роду, що не суперечить першому закону термодинаміки. Однак всі відомі на сьогодні результати дослідів свідчать про те, що створення вічного двигуна другого роду, є настільки ж нерозв'язним завданням, як і виготовлення вічного двигуна першого роду. Цей досвідчений факт прийнятий у термодинаміку в якості другого основного постулату другого закону термодинаміки.

Теплопередача мимоволі відбувається тільки в одному напрямку від гарячого тіла до холодного. Виходить, щоб енергія теплового руху молекул води світового океану перетворилася в механічну енергію, необхідно мати робоче тіло, температура якого нижче температури води в океані.

З цього випливає, що нездійсненно термодинамічний процес, в результаті якого відбувалася б передача тепла від одного тіла до іншого, більш гарячому, без яких-небудь інших змін у природі. Інакше кажучи, неможливо побудувати періодично діючу машину, що безупинно перетворювала б теплоту в роботу тільки за рахунок охолодження одного тіла, без того щоб у навколишніх тілах не відбулося одночасно какихлибо змін.

Фізичний зміст другого закону термодинаміки полягає в тому, що енергія теплового руху молекул речовини в одному відношенні якісно відрізняється від усіх інших видів енергії механічної, електричної, хімічної, ядерної і т.д. Ця відмінність полягає в тому, що енергія будь-якого виду, крім енергії теплового руху молекул, може цілком перетворитися в будь-який вид енергії, у тому числі в енергію теплового руху. Енергія ж теплового руху молекул може випробувати перетворення в будь-який інший вид енергії лише частково. В результаті цього будь-який фізичний процес у якому відбувається перетворення какоголибо виду енергії в енергію теплового руху молекул, є необоротним процесом, тобто він не може бути здійснений цілком у зворотному напрямку.

Перпетуум мобіле вічний двигун романтична мрія подвижників, які намагалися дати людству безмежну владу над природою, жадані джерело збагачення для шарлатанів і авантюристів; сотні, тисячі прожектів, так ніколи не здійснених; хитромудрі механізми, які, здавалося, от-от повинні були запрацювати, але чомусь залишалися в нерухомості; розбиті долі фанатиків, обмануті надії меценатів ... Але изза чого все це відбувалося? Изза незнання елементарних фізичних законів, изза бажання з нічого одержати все. До цих пір у патентні бюро надходять заявки з пристроями, які по суті є вічними двигунами. Мабуть, в самій ідеї вічного двигуна криється якась таємниця, щось, що змушує людей шукати і шукати його секрет. Але, видно так влаштована людина ... Список літератури

Ихак Рубінер Ф. Вічний двигун. М., 1922.

Кабардин О. Ф. Фізика: Довідкові матеріали. М., 1991.

Короткий Політехнічний Словник. М., 1956.

Орд Х'юм А. Вічний рух. М., 1980.

Перельман Я. І. Цікава фізика. М., 1
Функціональна організація процесів прийняття управлінських рішень
Вступ Робота керівників, вчених, інженерів, юристів - полягає в прийнятті рішень і розв'язанні проблем. Немає нічого більше за важливе для добробуту суспільство, чим ефективне виконання цієї роботи. Прийняття рішень - це важливий і складний процес. Проте, багато які керівники вважають,

Богослужіння в РКЦ. Римський богослужебный календар
Максим Козлів В РКЦ головним щоденним богослужінням є меса (в приходських храмах це єдине богослужіння). Меса може здійснюватися декілька разів в день на одному Престолі одним священиком. Меси можуть бути короткі (10-15 хвилин) і повні (до 40 хвилин). Католицький священик повинен кожний день

Методичні вказівки по виконанню курсової роботи Управлінський облік
1. Цілі і завдання курсової роботи Курсова робота з управлінського обліку є одним з елементів навчального процесу з підготовки дипломованих фахівців з бухгалтерського обліку. Мета курсової роботи - поглиблення професійних знань про бухгалтерський облік, його місце в системі управління господарським

Платина
В 16-м і 17-м століттях іспанські конквістадори безцеремонно розкрадали багатства древніх держав ацтеків та інків. Тонни золота, срібла, смарагдів заповнювали тюрми галеонов, які постійно курсували між Америкою та Іспанією. Одного разу завойовники, пересуваючись вздовж річки Платино-дель-Пінто

Атом знання, мислення, транс і екстаз
Станішевський Олег БорісовічПредісловіе Чому має сенс говорити про ці поняття - про мислення, про знання і ще про якісь граничних станах свідомості - про екстазі і трансі? На це є, принаймні, дві причини. Перша причина полягає у відсутності онтологічних визначень цих понять, або, що те ж саме,

Атестація персоналу
Тахір Юсуповіч Базаров, МДУ ім. М.В. Ломоносова Граф Канкрін. А з яких причин хочете ви звільнити з посади цього чиновника? Директор департаменту. Та варто, ваша світлість, тільки подивитися на нього, щоб отримати до нього огиду: довгий, сухий, незграбний німець, фізіономія сувора, рябий ...

Життєві стадії та цикли організації
Тахір Юсуповіч Базаров, МДУ ім. М.В. Ломоносова Все регулюється, тече по розподіленим руслах, робить свій кругообіг у повній відповідності з законом і під його захистом. І. Ільф, Є. Петров. Золоте теля Згідно з експериментальними дослідженнями можна стверджувати про наявність, як мінімум,

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати