מגנטים קבועים יכולים להמציא תנועה נצחית?

מנוע בלתי נתפס המפר את חוקי היסוד של התרמודינמיקה. מכונה שאינה צורכת אנרגיה ויכולה לעבוד לנצח, היא מפרה את החוק הראשון של התרמודינמיקה, ולכן היא מכונה "הסוג הראשון של מכונת תנועה מתמדת". בהעדר הפרש טמפרטורה, המכונה שקופחת ברציפות חום ממי ים או אוויר בטבע וממירה אותו ברציפות לאנרגיה מכנית, מפרה את החוק השני של התרמודינמיקה, ולכן היא מכונה "הסוג השני של מכונת תנועה מתמדת".

הרעיון של תנועה מתמדת נולד בהודו. בסביבות 1200 לספירה, הרעיון הזה הועבר מהודו לעולם האיסלאמי ועבר מכאן למערב.

באירופה, אחד העיצובים המפורסמים ביותר של המלחמה בתחילת ימיו הוצע על ידי צרפתי בשם הנזל במאה השלוש עשרה. כפי שניתן לראות בדמות: יש ציר מסתובב במרכז ההגה, ו -12 מוטות קצרים נישאים על קצה הגלגל, וקצה אחד של כל מוט קצר מצויד בכדור ברזל. המעצב של התוכנית סבור כי הכדור בצד ימין הוא רחוק יותר מן הציר מאשר את הכדור על שמאל, כך את הכדור על ימין מייצרת רגע סיבוב גדול יותר מאשר את הכדור בצד שמאל. בדרך זו הגלגל לעולם לא יפסיק להסתובב בכיוון המצוין על ידי החץ ולהסיע את המכונה לסובב. עיצוב זה הועתק על ידי אנשים רבים בצורות שונות, אבל זה מעולם לא השיג סיבוב ללא הפסקה.

ניתוח זהיר יקרה. למרות מומנט שנוצר על ידי כל כדור בצד ימין הוא גדול, מספר הכדורים הוא קטן. מומנט שנוצר על ידי כל כדור בצד שמאל הוא קטן, אבל את מספר הכדורים הוא גדול. לכן, הגלגל אינו ממשיך לסובב ועובד חיצונית. הוא מתנדנד רק כמה פעמים ונעצר בתנוחה הנמצאת בתמונה מימין.

מאז התקופה הגותית, היו יותר ויותר עיצובים כאלה. במאות ה -17 וה -18 הוצעו תוכניות שונות לתכנון תנועה מתמדת, כולל שימוש ב"מטהרי מים ספירליים ", אשר ניצלו את האינרציה של הגלגלים, את הציפה או את נימי המים, ואת השימוש בדחייה בין אותו מגנטי מוטות. שֶׁל. בית המשפט קיבץ מגוון של מעצבים גרפיים שניסו להרוויח כסף עם ההמצאה הזאת אשליה. גם אנשים משכילים וגם לא מיומנים מאמינים שתנועה מתמדת אפשרית. משימה זו ערערה לחוקרים כמו חזיון תעתועים, אבל כל התוכניות הללו הסתיימו בכישלון ללא יוצא מן הכלל. הם מסתובבים במקום במשך שנים רבות, והם לא הניבו שום תוצאות. באמצעות תרגול מתמשך וניסויים, אנשים בהדרגה מבינים שכל מכונה שצורכת עבודה על העולם החיצוני צורכת אנרגיה. ללא צריכת אנרגיה, המכונה לא יכולה לעשות עבודה. בשלב זה, כמה מדענים ידועים, סטאבין ו Huygens, החלו להבין כי אי אפשר לעשות מכונה תנועה מתמדת בשיטות מכניות.

באמצע המאה ה -19, סדרה של מדענים תרמו רבות להבנה נכונה של הטרנספורמציה של תפקוד תרמי וצורות אחרות של תנועת חומר. זמן קצר לאחר מכן, התגלו שימור אנרגיה רב וחוקי שינוי. זה מוכר כי כל חומר בטבע יש אנרגיה. ישנן צורות שונות של אנרגיה שניתן להפוך מצורה אחת לאחרת, מאובייקט אחד למשנהו, בתהליך של טרנספורמציה ותמסורת. הסכום נשאר זהה. חוק שימור שימור האנרגיה מספק בסיס מדעי מדויק יותר ועשיר יותר לחומרנות דיאלקטית. היא תקפה ביעילות את ההשקפות האידיאליסטיות המאמינות כי ניתן ליצור ולהשמיד תנועות חומריות כרצונן, אשר שברו לחלוטין את החלומות הנצחיים.

אחרי שכל הניסיונות לעשות את הסוג הראשון של תנועה מתמדת נכשלו, כמה אנשים חלמו לעשות עוד מכונת תנועה מתמדת, בתקווה שזה לא יפר את החוק הראשון של התרמודינמיקה, וכי זה יהיה חסכוני ונוח. לדוגמה, מנוע חום כזה יכול לצייר חום ישירות מן האוקיינוס או את האווירה כדי להפוך אותו לחלוטין לעבודה מכנית. מכיוון שאנרגיית האוקיאנוס והאוויר היא בלתי נדלית, מנוע חום מסוג זה לעולם לא יפסיק לפעול, והוא גם מכונה לתנועה מתמדת. כפי שמוצג משמאל:

עם זאת, בהתבסס על כמות גדולה של ניסיון מעשי, הפיזיקאי הבריטי קלווין הציע עיקרון אוניברסלי חדש ב -1851: אין זה אפשרי לחלץ חום ממקור חום אחד, מה שהופך אותו למועיל לחלוטין וללא תופעות אחרות. בדרך זו, הרעיון של סוג השני של תנועה מתמדת הוא גם פושט רגל.

הרעיון של תנועה מתמדת נמשך מאות שנים בהיסטוריה האנושית. הפרכת המיתוס הזה לא רק תורמת להבנה נכונה של המדע, אלא גם להבנתם הנכונה של העולם.

אנרגיה לא יכול להיות מיוצר מתוך אוויר דק ולא נעלם מן האוויר. זה יכול להפוך רק מצורה אחת לאחרת או מאובייקט אחד למשנהו. כמות האנרגיה בתהליך הטרנספורמציה וההעברה קבועה. זהו חוק שימור האנרגיה. מכונת תנועה מתמדת של מחלקה אינה ניתנת לביצוע

הטרנספורמציה וההעברה של האנרגיה היא כיוונית, בדיוק כפי שחום יכול להעביר באופן ספונטני מאובייקט חם לאובייקט קר, אך אינו יכול להעביר באופן ספונטני מאובייקט קר לאובייקט חם מבלי לגרום לשינויים אחרים. זה גם השמדה של החלום של תנועה מתמדת כי לא ניתן לעשות.

המונח מכונה לתנועה מתמדת אינו מתאים במיוחד. כמו גלגל תנופה, כאשר התנועה מתחילה, אם אין התנגדות חיכוך, היא יכולה להמשיך להתאמן במשך זמן רב, אשר קשה להשיג בפועל, אבל זה הגיוני באמת, ניתן לראות גבול מעשי מַצָב. המכונה כביכול תנועה מתמדת אינו מתייחס למצב זה. היא לא מנסה לשמור על תנועת נצח. במקום זאת, היא מצפה להמשיך לקבל עבודה שימושית ללא אספקת אנרגיה חיצונית, כלומר, מבלי לצרוך כל דלק וכוח. אם זה סוג של מכונת תנועה מתמדת באמת יכול להיעשות, אז אתה יכול לקבל כוח בלתי מוגבל ללא אנרגיה טבעית. כאשר אנשים לא שולטים בחוקים הבסיסיים של הטבע, רעיון זה פיתה אנשים רבים עם כישרונות יצירתיים יוצאי דופן. הם הקדישו מידה רבה של חוכמה ועמל למימוש החלום הזה. עם זאת, שום מכונה תנועה מתמדת כבר מיוצר בפועל, ואף עיצוב של מכונת תנועה מתמדת יכול להיות כפוף לבדיקה מדעית.

עיצוב מפורסם של מכונת תנועה מתמדת הוצע על ידי הצרפתי הנזל במאה ה -13. המכשיר שתוכנן על ידי Henneke לא נקרא מכונה תנועה מתמדת באותה עת, אבל זה היה נקרא "גלגל הקסם" על פי אופי אטרקטיבי במיוחד שלה. הוא הרכיב 12 מוטות קצרים פעילים על קצה הגלגל עם כדור כבד בכל צד. ללא קשר למקום שבו הגלגל פונה, הכדורים הכבדים הנפרדים בצד ימין נמצאים תמיד רחוק יותר מהציר מאשר הכדורים הכבדים שמאלה. Henneke חוזה כי ההשפעה גדולה יותר בצד ימין, במיוחד אם הכדור הכבד בעבר פועל מרחוק מן הציר, זה יאלץ את הגלגל כדי לסובב בכיוון המצוין על ידי החץ, לפחות לציר. כאשר הוא מותש. עם זאת, למעשה, ההגה עצר לאחר אחד או שניים פונה.

מאוחר יותר, עשה לאונרדו דה וינצ'י (1452-1519) של הרנסנס איטליה גם מכשיר דומה. הוא תכנן שהכדור הכבד בצד ימין נמצא רחוק יותר ממרכז הגלגל מאשר הכדור הכבד בצד שמאל. תחת השפעה לא מאוזנת על שני הצדדים, הגלגל יסתובב בכיוון החץ, אבל התוצאה הניסויית היא שלילית. דה וינצ'י מסיק בתוקף כי תנועה מתמדת היא בלתי אפשרית.

למעשה, מתוך העיקרון של מאזן למנף, בשני עיצובים לעיל, אם כי משקל של כל משקל להחיל על הגלגל בצד ימין הוא גדול, מספר משקולות הוא קטן. חישובים מדויקים יכולים להוכיח שתמיד תהיה תנוחה נכונה, כך שהסיבובים (המסלולים) בכיוון ההפוך של המשקולות החלים על הגלגלים בצד שמאל ובצד שמאל שווים בדיוק, מבטלים זה את זה, והגלגלים מגיעים שיווי משקל ועמידה דוממת.

ההבדל במים זורמים יכול להניע את הטורבינה לספק כוח חיצוני. האם אנו יכולים לעצב את מכונת התנועה התמידית עם מים זורמים? בשנות ה -70 של המאה ה -20 הציעה מכונאי איטלקי, סטר, עיצוב למכונת תנועה מתמדת. הוא תכנן כי המים הזורמים מן הטנק העליון ישפיע על גלגל המים כדי לסובב, ואת גלגל המים יניע את טחנת המים כדי לסובב, ולאחר מכן לנהוג deckter ספירלה דרך קבוצה של הילוכים כדי להרים את המים במאגר אל טנק עליון. הוא חשב שכל המכשיר יכול להמשיך לרוץ ככה ולעשות עבודה חיצונית בצורה חיצונית. למעשה, המים הזורמים לכיור הולכים ופוחתים, ועד מהרה זורמים המים בכיור לתוך המאגר שמתחת, והטורבינה מפסיקה להסתובב.

ציפה היא גם עוזר טוב לעיצוב תנועה מתמדת. זהו ציפה המפורסם עיצוב תנועה מתמדת. סדרה של כדורים, הפצע סביב הגלגלים העליונים והתחתונים, ניתן לסובב כמו שרשרת. כמה כדורים בצד ימין ממוקמים במיכל מלא מים. המעצב סבור כי אם אין מיכל מים בצד ימין, מספר הכדורים בצד שמאל וימין שווה, והשרשרת תהיה מאוזנת. עם זאת, עכשיו את הכדורים בצד ימין שקועים במים, וכאשר הם כפופים הציפה של המים, הם יהיו דחף על ידי המים, אשר יסיע את הכדור כולו סביב הגלגלים העליון והתחתון. יש כדור מעל פני המים. מתחת, יש כדור שעובר מתחת לתחתית המיכל והוא הוסיף.

מכונת תנועה מתמדת כזו לא נעשתה. האם זה בגלל הכדור מתחת יכול לעבור את החלק התחתון של מיכל בלי לתת את המים דולף החוצה? האם זה קשה מבחינה טכנית לייצר? קשיים טכניים אינם הבעיה העיקרית, הבעיה העיקרית היא עדיין בעיקרון התכנון. כאשר הכדור התחתון עובר דרך תחתית המיכל, הוא נתון ללחץ זהה לתחתית המיכל, ומכיוון שהוא נמצא בחלק התחתון של המים, הוא נתון ללחץ גדול. זה הלחץ כלפי מטה יהיה לקזז את הציפה של הכדורים לעיל, ואת המניע לא ינוע לנצח.

בנוסף, סוגים שונים של תוכניות עיצוב תנועה מתמדת אשר מנצלים את האינרציה של הגלגל, פעולה נימית של צינור דק, ואת הכוח האלקטרומגנטי להשיג כוח יעיל הוצעו, אבל כולם להיכשל ללא יוצא מן הכלל. למעשה, בכל עיצוב תנועה מתמיד, אנחנו תמיד יכולים למצוא את עמדת האיזון, שבה כל כוח רק מקזז אחד את השני ואין עוד יש כוח מניע כדי להפוך אותו לזוז. כל מכונות תנועה מתמדת יהיה לנוח בעמדה זו שיווי משקל ולהיות שאינם מוטיבציה.

הזרם האינסופי של תוכניות התכנון הנצחיות נכשל בבחינה המדוקדקת של המדע ובבדיקת האכזר של הפרקטיקה. בשנת 1775, האקדמיה הצרפתית למדעים הודיעה כי "האקדמיה למדעים לא יסקור את כל העיצובים של מכונות תנועה מתמדת בעתיד." זה מראה שבקהילה המדעית דאז, הוכרה מניסיון ארוך טווח שלניסיון ליצור מכונת תנועה מתמדת אין שום סיכוי להצלחה.

הכישלון של תוכניות שונות לתכנון תנועה מתמדת ופריצת חלום יצירת מכונת תנועה מתמדת היא מכה קשה לכל מי שמחפש תנועה מתמדת. עם זאת, המשקף את הכישלון של תהליך זה exploratory, זה מעורר את האנושות מן הצד הנגדי. כמה מדענים החלו לחשוב ממסקנה שלילית זו ולהעלות את השאלה האם לא ניתן לבצע מכונת תנועה מתמדת, או אם יש חוק בטבע. זה עושה את זה בלתי אפשרי עבורנו להשיג אנרגיה מתוך כלום! כלומר, קיימת מערכת טרנספורמציה מסוימת בין אנרגיות שונות בטבע. החשיבה בתחום זה היא אחד הרמזים להקמת שינוי אנרגיה ושימור עקרונות. הפיזיקאי והפיסיקולוג הגרמני הנודע ח 'הלמהולץ (1821-1894) החל ללמוד את עיקרון המרת האנרגיה ושימורה מן העובדה שהתנועה המתמדת לא היתה יכולה להתממש. הוא כתב בעיתון: "לאור כישלון הניסויים הקודמים, אנשים ... כבר לא שואלים 'איך אני יכול להשתמש ביחסים הידועים והבלתי ידועים בין כוחות טבעיים שונים כדי ליצור תנועה נצחית', אבל לשאול 'אם תנועת נצח הוא בלתי אפשרי, איזה סוג של יחסים צריך להיות בין כוחות טבעיים שונים?

באמצע המאה ה -19, העקרונות של המרת אנרגיה ושימור הוכרו באופן נרחב על ידי הקהילה המדעית. עיקרון זה מציין כי כל החומר בטבע יש אנרגיה, המקביל לצורות שונות של תנועה, ואנרגיה יש צורות שונות, כגון אנרגיה קינטית ואנרגיה פוטנציאלית של תנועה מכנית, אנרגיה פנימית של תנועה תרמית, אנרגיה אלקטרומגנטית של תנועה אלקטרומגנטית, וכימי תְנוּעָה. יכול לחכות, הם מיוצגים על ידי פרמטרים ספציפיים המדינה של צורות ספורט שונים. כאשר צורת התנועה משתנה או כמות השינויים במשמרות, האנרגיה הופכת גם מצורה אחת לאחרת, ממערכת אחת לאחרת; האנרגיה הכוללת היא קבועה לאורך השינוי וההעברה.

יש עוד פנטזיה נפלאה מאוד שאינה מפרה את העקרונות של המרת אנרגיה ושימור. אם אנרגיית החום באוויר או במי הים יכולה להפוך לעבודה המכנית שאנו זקוקים לה באמצעות מכונה חכמה, היא יכולה להיות מקור אנרגיה בלתי נדלה. הרעיון להמציא מכונה כזו הוא הרבה יותר חכם מאשר הרעיון של יצירת אנרגיה מתוך אוויר דק. אם זה סוג של מכונה ניתן להמציא, יש יתרון נוסף. מצד אחד, אנחנו יכולים להוציא את אנרגיית החום בדבר אחד ולעשות את זה, ובמקביל להפחית את הטמפרטורה של דברים כאלה. בדרך זו, אנחנו יכולים להקים כמה מפעלים ענקיים על האוקיינוס, באמצעות אנרגיה החום במי הים לבצע סוגים שונים של עבודה, כגון שימוש בו כדי לייצר חשמל. ספינה אחת יכולה להשתמש בחום במי הים מבלי לשרוף פחם או לשרוף שמן. זה לא דבר טוב להיות מסוגל להפליג ברחבי העולם! זה יכול להיקרא סוג השני של מכונת תנועה מתמדת, וזה בלתי אפשרי להשיג כי זה בניגוד לחוק השני של התרמודינמיקה.

החוק השני של התרמודינמיקה הוא חוק אובייקטיבי אשר הוכח על ידי אינספור פעמים בפועל. זה יכול לבוא לידי ביטוי כמו: "זה בלתי אפשרי לחלץ חום ממקור חום אחד ולהפוך אותו לעבודה שימושי ללא כל השפעה אחרת." כלומר, מנוע חום לא יכול להיות יעילות 100%, זה צריך להילקח בטמפרטורה גבוהה. בעוד חלק מהחום נספג על ידי מקור החום הופך להיות שימושי, חלק אחר של החום ממוקם מקור חום טמפרטורה נמוכה.

עיסוק בחווית הכישלון של תנועה מתמדת יכול לתת לנו שתי השראות: ראשית, לחוויית הכישלון יש גם ערך מחקרי חיובי. הכישלון של תוכניות שונות של תנועה מתמדת עורר השתקפות של אנשים והשראה את הרעיון של שינוי אנרגיה ושימור. זהו אחד הרמזים לבסס את העיקרון של שינוי אנרגיה ושימור; שנית, זה חייב להיות מבוסס על חוקים מדעיים. אנשים הרודפים אחר תנועה מתמדת בהיסטוריה אינם מפני שאין להם רצון טוב, וגם משום שאין להם רוח של לימוד חרוץ, אלא משום שהם עושים עבודה שמפרה חוקים אובייקטיביים. לפני שאנשים יכולים להבין את חוקי העברת האנרגיה ואת השינוי, אנחנו יכולים רק להצטער על הכישלון של אלה המבקשים תנועה מתמדת. עם זאת, אם מישהו אחר מתכנן תנועה מתמדת היום, הוא טיפש. מי שמפר את חוקי המדע לעולם לא יצליח.

אין צורה של מכונת תנועה מתמדת. העיקרון של ייצור חשמל מגנט קבוע הוא חוט חיתוך קו מגנטי. חיתוך הקו המגנטי בשדה המגנטי כפוף לתגובה של השדה המגנטי, ולכן יש צורך להמשיך את פעולת החיתוך של החוט. במילים פשוטות, בגנרטור, זהו תהליך של המרת אנרגיה קינטית לאנרגיה חשמלית. ההבדל היחיד הוא מי מספק את האנרגיה הקינטית. עבור תחנות הידרופאוור, הוא אמר כי האנרגיה הפוטנציאלית כבידה מומרת אנרגיה קינטית; במפעלי כוח תרמיים, האנרגיה הכימית של הפחם מומרת לאנרגיה תרמית, ולאחר מכן הופכת לאנרגיה קינטית באמצעות שינוי פאזה של מים.