Как протестировать вечный двигатель?

Как протестировать вечный двигатель?

К нам в редакцию с завидной регулярностью приходят письма с описанием конструкций вечных двигателей и предложениями оказать помощь с постройкой действующего прототипа во имя вечного счастья для всего человечества. Мы с громадным уважением относимся ко всем отечественным читателям, среди них и тем, каковые вычисляют первый и второй постулаты термодинамики досадным историческим недоразумением. Кроме того, изобретательство мы вычисляем наиболее значимым из талантов и почетнейшим из хобби.

В помощь отечественным читателям, занимающимся на досуге разработкой Perpetuum Mobile, мы решили обрисовать пара несложных способов протестировать их автомобили и как возможно скорее определить, идут ли они верным методом либо пора послать готовые чертежи в корзину и сесть за новые.

История заболевания

Врач Дональд Симанек — очень заслуженный физик: доктор наук Университета Пенсильвании, создатель бессчётных публикаций как по физике электропроводников, так и по педагогике, и стереофотограф, разработчик лабораторного оборудования и увлеченный популяризатор науки. Выйдя на пенсию во второй половине 90-ых годов двадцатого века, он посвятил себя написанию авторских колонок об изобретательстве в научно-популярных изданиях.

Врач Симанек вычисляет строительство вечных двигателей хорошим подспорьем в учебе, но ровно , пока создатель конструкции не начинает верить в то, что машина и в самом деле будет трудиться. К пренебрежению постулатами термодинамики заслуженный физик относится очень нетерпимо. По всей видимости, исходя из этого он решил создать лекарство для больных, страдающих манией Perpetuum Mobile.

Дональд Симанек создал последовательность несложных способов протестировать работу потенциального вечного двигателя дома при минимальных затратах как на измерительные инструменты, так и на постройку самого прототипа. Заболевание, в большинстве случаев, начинается по хорошему сценарию. Больной сооружает очередную конструкцию «вечного колеса» — колеса, одна сторона которого постоянно оказывается тяжелее второй благодаря совокупности рычагов, перекатывающихся шариков, переливающейся жидкости и т.?д.

В большинстве случаев «вечное колесо» — достаточно сложная механическая конструкция, реализовать которую на хорошем техническом уровне очень непросто. Бессчётные шарниры, подшипники, рычаги сложной формы всегда не радуют в плане качества изготовления. Исходя из этого на глаз сложно выяснить, из-за чего машина останавливается: то ли концепция несостоятельна, то ли мешают дисбаланс и трение в неидеально изготовленных частях.

    Вечное колесо По-английски «вечное колесо» именуется overbalanced wheel, другими словами «перебалансированное колесо». Это хорошая концепция вечного двигателя, над которой трудились многие великие математики, такие как Бхаскара II (Индия, XII век) и Леонардо да Винчи. На картине видно, что благодаря совокупности упоров и коромысел грузы справа от колеса действуют через больший рычаг, чем слева.

Но, присмотревшись, вы заметите, что слева постоянно оказывается больше грузов, и эта отличие в массе совершенно верно компенсирует эффект рычага. Вместо рычагов и грузов смогут употребляться трубки с перетекающей ртутью либо пазы с перекатывающимися шариками. Итог неизменно отрицательный.

Так зарождаются сомнения. Создатель прототипа запускает колесо, и оно вращается довольно продолжительное время. Все механизмы трудятся так, как задумано.

Думается, словно бы стоит еще очень мало уменьшить механизм — и трение будет трудиться всегда. Так создатель начинает верить в успех и убеждать окружающих, что в случае если те проинвестируют приобретение самых современных подшипников и самых правильных 3D-принтеров, то счастье для всего человечества будет достигнуто, а Кельвин и Джоуль останутся с носом.

Поверенный пинок

Неприятность большинства изобретателей Perpetuum Mobile содержится в том, что они мыслят «по гамбургскому счету»: доказательством состоятельности их проекта может служить лишь перемещение в течение сколь угодно продолжительного времени. Соответственно, дабы машина получила и «все определили», нужно выстроить действующий прототип с применением всех нужных разработок.

На самом же деле, дабы доказать состоятельность концепции, вовсе не обязательно строить полномасштабную модель и заставлять ее вращаться всегда. Достаточно только показать, что уникальные элементы конструкции, как бы кустарно они ни были сделаны, генерируют хоть капельку энергии. Для этого достаточно сравнить поведение «вечного» колеса с простым, создав для них однообразные условия.

В большинстве случаев, дабы привести в воздействие прототип «вечного колеса», нужно придать ему начальный импульс — толкнуть рукой. Попытаемся вместо стихийного «толчка» дать колесу строго определенное количество энергии. Для этого достаточно намотать на ось двигателя, скажем, десять оборотов шнура, а к второму финишу шнура привязать груз, к примеру килограммовую гирю.

Отпустите груз и разрешите ему раскрутить ось автомобили. Засеките время, через которое машина остановится. А после этого совершите второй замер: зафиксируйте все механизмы, каковые призваны смещать баланс колеса, так, дабы колесо было полностью сбалансировано.

Закрепив все шарики, шарниры и рычаги, скажем, скотчем, вы перевоплотите «вечное» колесо в самое обычное. Намотайте на ось те же десять оборотов, привяжите тот же один килограмм и засеките, через какое время колесо остановится. В случае если зачетное время «вечного колеса» превысит время простого, имеете возможность смело звонить в Нобелевский комитет.

Подобный метод тестирования — установить прототип на возвышении и засекать время, за которое груз опустится на землю либо шнур всецело размотается. Принципиально важно проводить опыты как следует. Подбирайте таковой груз, дабы скорость вращения колеса была оптимальной для работы всех механизмов «вечного перемещения». Протяженность шнура обязана снабжать более-менее продолжительное время опыта, как минимум 20 секунд.

    Поплавковый двигатель Архимедова сила поддерживает на плаву супертанкеры массой в много млн кг, наряду с этим их обладателям не приходится расплачиваться с океаном ни горючим, ни водой, ни чем-либо иным. Как не воспользоваться таковой щедростью природы? Поплавковому вечному двигателю мешает трудиться то же самое, что формирует архимедову силу, — давление водяного столба.

    Дабы «сухой» поплавок вошел в водяной столб снизу, ему нужно преодолеть давление — то самое, что выталкивает «влажные» поплавки из воды. Баланс сил снова оказывается не в пользу Perpetuum Mobile.

    Тормоза придумали физики

    «Вечное колесо» не теряет популярности со времен Леонардо да Винчи а также более ранних. Первые концепции вечных двигателей, в которых смещение баланса обеспечивалось перетекающей от оси к ободу ртутью, приписываются индийскому математику по имени Бхаскара II (XII век), но известны чертежи, датированные ранним Средневековьем.

    Конечно же, в двадцать первом веке возможностей для творчества значительно больше. Последний писк моды — это двигатели на постоянных магнитах и неподвижные электромагнитные генераторы. Некоторый Том Бирден в 2002 году умудрился кроме того взять патент США на генератор, черпающий энергию из вакуума.

    История разрешилась массовой переаттестацией и грандиозным скандалом сотрудников патентного ведомства.

    Протестировать двигатель на постоянных магнитах посредством отвеса с грузом не окажется. Современные концепции требуют более продвинутых инструментов. Но кроме того их возможно легко соорудить дома из подручных материалов.

    Измерить крутящий момент любого двигателя возможно посредством тормоза де Прони. Британский термин Break Horsepower, которым обозначают мощность двигателя в лошадиных силах, случился как раз от этого способа, изобретенного Гаспаром де Прони на рубеже XVIII-XIX столетий (break — тормоз). Дабы соорудить тормоз де Прони, пригодятся шкив, надетый на вал двигателя, ремень и два динамометра. Под динамометром может подразумеваться каждая пружина, степень растяжения которой прекрасно заметна на глаз.

    Ремень надеваем на шкив и подвешиваем к неподвижной раме на двух динамометрах.

      Тормоз де Прони Не обращая внимания на то что способ де Прони в далеком прошлом разменял вторую сотню лет, именно он лежит в базе современных измерений крутящего момента моторов.

    Натяжение ремня подбирается так, дабы двигатель имел возможность трудиться на оптимальных оборотах. В случае если натяжение в вашем случае окажется хоть мало большим (что вряд ли), вы заметите, что показания динамометров разойдутся: тот, что находится по окончании шкива по ходу вращения, продемонстрирует меньшее упрочнение. Отличие в показаниях динамометра — это и имеется крутящий момент двигателя, другими словами та польза, которую он принесет миру.

    В случае если посчитать обороты двигателя на протяжении замера и умножить их на крутящий момент, вы получите мощность мотора.

    Обрисованные выше тесты применимы фактически ко всем моделям вечных двигателей. Врач Симанек напоминает, что кроме того в самой сложной конструкции, складывающейся из множества взаимодействующих частей, возможно выделить довольно несложный элемент, на котором зиждется вся концепция вечного перемещения. Вот его-то, а не дорогой полнофункциональный прототип, и необходимо контролировать.

    Доверяй, но контролируй

    Желание поменять мир и осчастливить человечество бесплатной энергией весьма похвально. Кроме того, строительство вечных двигателей — это увлекательное и поучительное хобби, которое обширно распространено кроме того среди тех людей, каковые ни на секунду уверены в неосуществимости постройки настоящей автомобили.

    В случае если же вы верите в чудо — дерзайте, но перед тем как рассылать письма в издания и закладывать дом, не поленитесь выполнить два несложных теста. Кстати, мы обрисовали лишь самые простые из существующих измерительных разработок. О множестве более продвинутых возможно определить, познакомившись конкретно с работами Дональда Симанека. В случае если кроме того затем вы останетесь верны собственной мечте — мы честно захотим вам удачи.

    Но предупреждаем, что постулаты термодинамики, проверенные столетиями, не сдадут позиции без боя.

      Капиллярный двигатель Необычный капиллярный эффект вправду заставляет воду подниматься по узкой трубочке, превозмогая воздействие силы тяжести. Казалось бы, грех не применять это свойство для «бесплатного» подъема воды на высоту.

    К сожалению, вода, заполнив целый капилляр, так и не выльется из него. Капле помешает упасть эффект, родственный капиллярному, — поверхностное натяжение. В некоторых случаях похожие конструкции смогут трудиться, поражая воображения зрителей. Секрет несложен: вода вытечет из трубки при трансформации давления, другими словами применяя энергию воздушных весов.

    Таковой «вечный двигатель» именуется мнимым.

    *

    Все Perpetuum Mobile делятся на вечные двигатели первого и второго рода. Первые стремятся добыть энергию из ничего, тем самым нарушая I постулат термодинамики: в любой изолированной совокупности запас энергии остается постоянным (формулировка Джоуля). Пример для того чтобы двигателя — «вечное колесо».

    *

    Вечные двигатели второго рода стремятся применять в один раз взятую энергию многократно, нарушая второе начало термодинамики: энтропия изолированной совокупности не имеет возможности уменьшаться, другими словами нельзя совершать работу за счет теплопередачи от более холодного тела к более тёплому. Пример — тепловой двигатель, отбирающий тепло у океана.

    Статья «Тест на вечность» размещена в издании «Популярная механика» (№144, октябрь 2014).

    Вечный двигатель из двух магнитов Самый простой способ.


    Темы которые будут Вам интересны:

    Читайте также: