Возможно ли создание вечного двигателя

МУНИЦИПАЛЬНОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 9»

ГОРОДА ЧЕБОКСАРЫ ЧУВАШСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

День науки и творчества

Кафедра « ФИЗИКИ И ХИМИИ»

ВОЗМОЖНО ЛИ СОЗДАНИЕ ВЕЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Линга Кирилл Николаевич,

ученик 9 Б класса

Конюков Семен Александрович,

ученик 9 Б класса

                                                                                     Научный руководитель:

Григорьев Александр Вениаминович,

учитель физики

                                                    Чебоксары – 2018

Оглавление

Введение

На уроках физики заинтересовала нас модель вечного двигателя. Оказывается, проблема создания вечного двигателя существует с древности. До сих пор ученые всего мира пытаются его создать. Но, безуспешно. И мы решили разузнать причину невозможности существования вечного двигателя.

Гипотеза:

Возможно ли создание вечного двигателя.

Цели:

изучение значения и происхождения вечного двигателя.

Задачи:

- изучить литературу, интернет ресурсы о вечном двигателе;

- провести эксперименты, доказывающие, невозможность существования вечного двигателя;

- провести опрос среди учеников класса с целью получения сведений, что они знают о вечном двигателе;

- сделать вывод, что вечный двигатель не существует

Методы исследования:

1. Теоретические: изучение источников информации

2. Практические:

• наблюдение;
• анкетирование;
• опытно-экспериментальная работа;
• обобщение и выводы

Объект исследования:      

 вечный двигатель

предмет исследования:

значение и происхождение вечного двигателя.

1. Основная часть

Вообще, что такое двигатель.  Двигатель — устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу. Сейчас жизнь человека наполнена различной техникой, которая облегчает жизнь. С помощью миксера взбиваем крем, передвигаемся на различных видах транспорта, запускаем в космос летательные аппараты. Основным свойством этого является способность двигателя совершать работу. Например, водяное колесо, или ветреная мельница- это простейшие виды двигателя. То есть, чтобы привести в работу мельницу, ветер дует на лопасти мельницы, приводя в движение жернова. Но как только ветер прекращается, лопасти останавливаются. А значит и работа двигателя останавливается.  В данном случае энергия ветра привела в действие работу двигателя. Но существует ли такой двигатель, который не требует никакой энергии, а значит и будет работать вечно без остановки.

Мы часто наблюдаем вечные, безостановочные движения в природе: движение Луны, планет, течение рек. Если такое движение есть в природе, неужели же человек со своим опытом и знаниями не сможет создать вечный двигатель?

          С древности люди пытались создать нечто, работающее само по себе, безо всяких воздействий извне. Позже этому устройству дали определение Perpetuum Mobile или Вечный двигатель. Многие знаменитые ученые разных времен безуспешно пытались его создать, включая и великого Леонардо да Винчи. Он потратил несколько лет на создание вечного двигателя, используя как уже открытые модели, так и пытаясь создать что-то новое. В конце концов, разобравшись, почему же ничего не работает, он первым сформулировал заключение о невозможности создания подобного механизма. Однако изобретателей его формулировка не убедила, и они до сих пор пытаются создать невозможное.

         Первое упоминание о вечном двигателе датируется 12 веком, они принадлежат индийскому математику Бхаскаре.

Он в стихотворной форме описывается колесо, с прикрепленными к нему трубками, наполовину заполненными ртутью. Когда вращалось колесо, ртуть перетекала из одного конца ёмкости в другой, заставляя колесо совершить очередной оборот и должно само по себе вращаться бесконечно. Но двигатель в итоге останавливался, так как здесь срабатывает закон физики, который был позже открыт. Образец такого двигателя как, раз таки, и был представлен в музее. Можете увидеть его работу наглядно.

       Известен один интересный факт с Петром Первым, который чуть не купил за огромные деньги якобы вечный двигатель. Петр I был выдающимся организатором промышленного производства и кораблестроения. И, естественно, его тоже волновала проблема вечного двигателя. Он потратил много усилий, чтобы купить вечный двигатель доктора Орфиреуса. В начале 1725 г. царь хотел лично осмотреть вечный двигатель в Германии, но вскоре Петр умер. Двигатель Орфиреуса имел вид полого колеса диаметром около четырех метров и ши­риной тридцать пять сантиметров. Оно было изготовлено из деревянных реек и обтянуто вощеным полотном, скры­вающим внутренний механизм. Колесо вращалось на толстой оси. Но даже за большие деньги ученый никому не разрешал заглянуть внутрь этого колеса, что и остается загадкой до сих пор.

Ученая комиссия решила под­вергнуть двигатель Орфиреуса особым испытаниям. Колесо запустили, после чего закрыли двери комнаты, опечата­ли их печатью и выставили охрану. Лишь спустя две недели двери были открыты, и все убедились, что колесо вращается с той же скоростью, что и в начале! Комнату снова закрыли. Теперь уже - на сорок дней. Результат оказался тем же. В третий раз машину держали надежно запертой в течение двух месяцев. Но и после столь дли­тельного срока она работала как ни в чем не бывало.

        Изобретатель-жулик получил от принца Карла бумагу, где говорилось, что «вечный двигатель» делает 50 оборотов в минуту, способен поднять 16 кг на высоту 1,5 м, а также может приводить в действие кузнечный мех и точильный станок. Поэтому Петр Первый и заинтересовался чудесной машиной. Но, когда Орфиреус поссорился с женой и ее служанкой, люди узнали тайну «вечного двигателя». Оказывается, «вечный двигатель» действительно приводился в движение людьми, незаметно дергавшими за тонкий шнурок. Этими людьми были брат изобретателя и его служанка. Орфиреус был действительно очень хорошим изобретателем и рискованным человеком, если смог прятать в закрытой комнате ландграфа Гессен-Кассельского этих людей несколько недель. Ведь они должны были, не только что-то есть, но и просто ходить в туалет. Вот путь успешного инженера, ставшего жуликом.

      «Эпидемия» создания вечного двигателя разразилась в Англии и во Франции в середине 17 века. В 1678г. во Франции даже издавался научный журнал, в котором систематически публиковалась информация о вечных двигателях. Создавали такие двигатели не для собственного удовольствия, а в надежде на применение. В 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать заявки на патентование вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания. И даже после этого создание их не прекратилось. В течение 150 последующих лет патентные ведомства стран Европы и США выдали на подобные механизмы около тысячи патентов.

                   Вечные двигатели делятся на два рода: двигатель первого рода и двигатель второго рода.

        Вечные двигатели первого рода (самые древние), способные бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Их существование противоречит первому закону термодинамики. Согласно закону сохранения энергии, все попытки создать такой двигатель обречены на провал.

       Вечный двигатель второго рода – воображаемая машина, которая будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Они противоречат второму закону термодинамики. Просто потому, что не допускается самопроизвольный переход внутренней энергии в механическую. Поэтому изобретатель, подчас сам того не понимая, использует энергию внешней среды. При этом создается впечатление, что дополнительная работа появляется из ничего. Изобретатели вечного двигателя не стремятся создавать энергию из ничего. Они проектируют, конструируют и сооружают механизмы для выполнения «даровой» работы.

Но в природе есть нечто, что может служить неисчерпаемым источником энергии. Это постоянный магнит.

Вот цитата из книги В. П. Карцева «Магнит за три тысячелетия». «... Постоянный магнит ниоткуда не получает энергию, а его магнитное поле не расходуется, когда им что-либо притягиваешь».

«Вечный двигатель»  И.Эльшанской

Классическая  схема: магнит, наклонная плоскость и металлический шар. Но к сожалению такой двигатель не работоспособен.

Но изобретателям постоянный магнит не даёт право успокоиться. Ведь это же идеальный источник энергии.

Мы провели опрос учащихся 7-9 классов  с тем, чтобы узнать информированность учащихся   о возможности создания  вечного двигателя.

Анализируя результаты анкетирования, мы пришли к выводу:

1. Почти все ученики (95%) знают, что такое магнит.
2. Большая часть анкетируемых  (75%) знают,  где используется магниты.
3. Большинство учащихся (35%) не знают, о вечном двигателе.
4. Никто не знает, возможно, ли создание вечного двигателя(0%)

         Это подтверждает, что человечество все-таки задумывается о создании вечного двигателя. При этом зная, что это не возможно.

          Вот несколько примеров самых известных вечных двигателей, и они не работают.

1. Колесо с перекатывающимися в нем тяжелыми шариками. При любом положении колеса грузы на правой его стороне будут находиться дальше от центра, чем грузы на левой половине. Поэтому правая половина должна всегда перетягивать левую и заставлять колесо вращаться. Значит, колесо должно вращаться вечно.
   Почему двигатель не работает: Хотя грузы на правой стороне всегда дальше от центра, чем грузы на левой стороне, число этих грузов меньше ровно настолько, чтобы сумма сил тяжестей грузов, умноженных на проекцию радиусов, перпендикулярную к направлению силы тяжести, справа и слева были равны

2. Еще одним изобретателем вечного двигателя является нидерландский математик Симон Стевин. По его теории цепочка из 14 шаров, перекинутая через треугольную призму, должна прийти в движение, потому что с левой стороны шаров в два раза больше, чем с правой, а нижние шары уравновешивают друг друга. Но и тут коварные законы физики помешали планам изобретателя. Несмотря на то, что четыре шара в два раза тяжелее, чем два, они катятся по более пологой поверхности, следовательно, сила тяжести, действующая на шары справа, уравновешивается силой тяжести, действующей на шары слева, и система остается в равновесии.

3. Другой прототип вечного двигателя основывается на использовании закона Архимеда. В теории считалось, что цепь, состоящая из полых резервуаров, за счет выталкивающей силы станет вращаться. Не было учтено лишь одно – давление водяного столба на самый нижний бак будет компенсировать выталкивающую силу.

И все-таки на просторах Интернета мы нашли модель «вечного двигателя.

 1.1. Модель «вечного двигателя»

Поливалка для комнатных растений (оригинальное изобретение Сережи Громова )

Устройство: рычаг, груз, грелка с водой, горшок с растением. На одном плече рычага – горшок с растением, а на другом – уравновешивающий его груз. Под гирей эластичная емкость (медицинская грелка) с водой. Когда земля подсыхает, масса горшка уменьшается, и гиря нажимает на грелку. Вода по трубке льется в горшок до тех пор, пока его масса не достигнет массы груза.

Если к оси поливалки, присоединить какой-нибудь механизм, например стенные  или напольные часы, то они будут заводиться автоматически.

Заключение

Вечный двигатель создать невозможно.

     Представление о невозможности вечного двигателя является одним из самых важных положений физики. У многих создается внутренняя убежденность, что тот, кто пытается построить вечный двигатель, — или неграмотный, или сумасшедший. При таком подходе мы незаслуженно принижаем роль в развитии науки и техники многих поколений средневековых ученых. Занимаясь изобретением вечного двигателя, человечество открывает новое, идущее на создание высоких технологий. Возможно, что те наши одноклассники, которые ответили, что создание вечного двигателя, возможно, создадут уникальные мировые открытия.

Библиографический список:

1. Журнал «Химия в школе», №4-2009 год
2. О природе : Кн. для учащихся 7-го кл. / М. М. Балашов . – Москва : Просвещение, 1991 
3. В.Г. Разумовский, Л.С. Хижнякова. Современный урок физики в средней школе. – М.: Просвещение, 1983.
4. Газета "Физика" Издательского дома "Первое сентября" № 33/ 2002 год

Интернет-ресурсы:

http://ru.wikipedia.org/wiki

http://www. ifa.hawaii.edu

http://www.wunderground.com

http://www.rutravi.ru

http://my-paleo-world.ucoz.com/   ( левые)

МУНИЦИПАЛЬНОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 9»

ГОРОДА ЧЕБОКСАРЫ ЧУВАШСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

День науки и творчества

Кафедра « ФИЗИКИ И ХИМИИ»

ВОЗМОЖНО ЛИ СОЗДАНИЕ ВЕЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Линга Кирилл Николаевич,

ученик 9 Б класса

Конюков Семен Александрович,

ученик 9 Б класса

                                                                                     Научный руководитель:

Григорьев Александр Вениаминович,

учитель физики

                                                    Чебоксары – 2018

Оглавление

Введение

На уроках физики заинтересовала нас модель вечного двигателя. Оказывается, проблема создания вечного двигателя существует с древности. До сих пор ученые всего мира пытаются его создать. Но, безуспешно. И мы решили разузнать причину невозможности существования вечного двигателя.

Гипотеза:

Возможно ли создание вечного двигателя.

Цели:

изучение значения и происхождения вечного двигателя.

Задачи:

- изучить литературу, интернет ресурсы о вечном двигателе;

- провести эксперименты, доказывающие, невозможность существования вечного двигателя;

- провести опрос среди учеников класса с целью получения сведений, что они знают о вечном двигателе;

- сделать вывод, что вечный двигатель не существует

Методы исследования:

1. Теоретические: изучение источников информации

2. Практические:

• наблюдение;
• анкетирование;
• опытно-экспериментальная работа;
• обобщение и выводы

Объект исследования:      

 вечный двигатель

предмет исследования:

значение и происхождение вечного двигателя.

1. Основная часть

Вообще, что такое двигатель.  Двигатель — устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу. Сейчас жизнь человека наполнена различной техникой, которая облегчает жизнь. С помощью миксера взбиваем крем, передвигаемся на различных видах транспорта, запускаем в космос летательные аппараты. Основным свойством этого является способность двигателя совершать работу. Например, водяное колесо, или ветреная мельница- это простейшие виды двигателя. То есть, чтобы привести в работу мельницу, ветер дует на лопасти мельницы, приводя в движение жернова. Но как только ветер прекращается, лопасти останавливаются. А значит и работа двигателя останавливается.  В данном случае энергия ветра привела в действие работу двигателя. Но существует ли такой двигатель, который не требует никакой энергии, а значит и будет работать вечно без остановки.

Мы часто наблюдаем вечные, безостановочные движения в природе: движение Луны, планет, течение рек. Если такое движение есть в природе, неужели же человек со своим опытом и знаниями не сможет создать вечный двигатель?

          С древности люди пытались создать нечто, работающее само по себе, безо всяких воздействий извне. Позже этому устройству дали определение Perpetuum Mobile или Вечный двигатель. Многие знаменитые ученые разных времен безуспешно пытались его создать, включая и великого Леонардо да Винчи. Он потратил несколько лет на создание вечного двигателя, используя как уже открытые модели, так и пытаясь создать что-то новое. В конце концов, разобравшись, почему же ничего не работает, он первым сформулировал заключение о невозможности создания подобного механизма. Однако изобретателей его формулировка не убедила, и они до сих пор пытаются создать невозможное.

         Первое упоминание о вечном двигателе датируется 12 веком, они принадлежат индийскому математику Бхаскаре.

Он в стихотворной форме описывается колесо, с прикрепленными к нему трубками, наполовину заполненными ртутью. Когда вращалось колесо, ртуть перетекала из одного конца ёмкости в другой, заставляя колесо совершить очередной оборот и должно само по себе вращаться бесконечно. Но двигатель в итоге останавливался, так как здесь срабатывает закон физики, который был позже открыт. Образец такого двигателя как, раз таки, и был представлен в музее. Можете увидеть его работу наглядно.

       Известен один интересный факт с Петром Первым, который чуть не купил за огромные деньги якобы вечный двигатель. Петр I был выдающимся организатором промышленного производства и кораблестроения. И, естественно, его тоже волновала проблема вечного двигателя. Он потратил много усилий, чтобы купить вечный двигатель доктора Орфиреуса. В начале 1725 г. царь хотел лично осмотреть вечный двигатель в Германии, но вскоре Петр умер. Двигатель Орфиреуса имел вид полого колеса диаметром около четырех метров и ши­риной тридцать пять сантиметров. Оно было изготовлено из деревянных реек и обтянуто вощеным полотном, скры­вающим внутренний механизм. Колесо вращалось на толстой оси. Но даже за большие деньги ученый никому не разрешал заглянуть внутрь этого колеса, что и остается загадкой до сих пор.

Ученая комиссия решила под­вергнуть двигатель Орфиреуса особым испытаниям. Колесо запустили, после чего закрыли двери комнаты, опечата­ли их печатью и выставили охрану. Лишь спустя две недели двери были открыты, и все убедились, что колесо вращается с той же скоростью, что и в начале! Комнату снова закрыли. Теперь уже - на сорок дней. Результат оказался тем же. В третий раз машину держали надежно запертой в течение двух месяцев. Но и после столь дли­тельного срока она работала как ни в чем не бывало.

        Изобретатель-жулик получил от принца Карла бумагу, где говорилось, что «вечный двигатель» делает 50 оборотов в минуту, способен поднять 16 кг на высоту 1,5 м, а также может приводить в действие кузнечный мех и точильный станок. Поэтому Петр Первый и заинтересовался чудесной машиной. Но, когда Орфиреус поссорился с женой и ее служанкой, люди узнали тайну «вечного двигателя». Оказывается, «вечный двигатель» действительно приводился в движение людьми, незаметно дергавшими за тонкий шнурок. Этими людьми были брат изобретателя и его служанка. Орфиреус был действительно очень хорошим изобретателем и рискованным человеком, если смог прятать в закрытой комнате ландграфа Гессен-Кассельского этих людей несколько недель. Ведь они должны были, не только что-то есть, но и просто ходить в туалет. Вот путь успешного инженера, ставшего жуликом.

      «Эпидемия» создания вечного двигателя разразилась в Англии и во Франции в середине 17 века. В 1678г. во Франции даже издавался научный журнал, в котором систематически публиковалась информация о вечных двигателях. Создавали такие двигатели не для собственного удовольствия, а в надежде на применение. В 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать заявки на патентование вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания. И даже после этого создание их не прекратилось. В течение 150 последующих лет патентные ведомства стран Европы и США выдали на подобные механизмы около тысячи патентов.

                   Вечные двигатели делятся на два рода: двигатель первого рода и двигатель второго рода.

        Вечные двигатели первого рода (самые древние), способные бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Их существование противоречит первому закону термодинамики. Согласно закону сохранения энергии, все попытки создать такой двигатель обречены на провал.

       Вечный двигатель второго рода – воображаемая машина, которая будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Они противоречат второму закону термодинамики. Просто потому, что не допускается самопроизвольный переход внутренней энергии в механическую. Поэтому изобретатель, подчас сам того не понимая, использует энергию внешней среды. При этом создается впечатление, что дополнительная работа появляется из ничего. Изобретатели вечного двигателя не стремятся создавать энергию из ничего. Они проектируют, конструируют и сооружают механизмы для выполнения «даровой» работы.

Но в природе есть нечто, что может служить неисчерпаемым источником энергии. Это постоянный магнит.

Вот цитата из книги В. П. Карцева «Магнит за три тысячелетия». «... Постоянный магнит ниоткуда не получает энергию, а его магнитное поле не расходуется, когда им что-либо притягиваешь».

«Вечный двигатель»  И.Эльшанской

Классическая  схема: магнит, наклонная плоскость и металлический шар. Но к сожалению такой двигатель не работоспособен.

Но изобретателям постоянный магнит не даёт право успокоиться. Ведь это же идеальный источник энергии.

Мы провели опрос учащихся 7-9 классов  с тем, чтобы узнать информированность учащихся   о возможности создания  вечного двигателя.

Анализируя результаты анкетирования, мы пришли к выводу:

1. Почти все ученики (95%) знают, что такое магнит.
2. Большая часть анкетируемых  (75%) знают,  где используется магниты.
3. Большинство учащихся (35%) не знают, о вечном двигателе.
4. Никто не знает, возможно, ли создание вечного двигателя(0%)

         Это подтверждает, что человечество все-таки задумывается о создании вечного двигателя. При этом зная, что это не возможно.

          Вот несколько примеров самых известных вечных двигателей, и они не работают.

1. Колесо с перекатывающимися в нем тяжелыми шариками. При любом положении колеса грузы на правой его стороне будут находиться дальше от центра, чем грузы на левой половине. Поэтому правая половина должна всегда перетягивать левую и заставлять колесо вращаться. Значит, колесо должно вращаться вечно.
   Почему двигатель не работает: Хотя грузы на правой стороне всегда дальше от центра, чем грузы на левой стороне, число этих грузов меньше ровно настолько, чтобы сумма сил тяжестей грузов, умноженных на проекцию радиусов, перпендикулярную к направлению силы тяжести, справа и слева были равны

2. Еще одним изобретателем вечного двигателя является нидерландский математик Симон Стевин. По его теории цепочка из 14 шаров, перекинутая через треугольную призму, должна прийти в движение, потому что с левой стороны шаров в два раза больше, чем с правой, а нижние шары уравновешивают друг друга. Но и тут коварные законы физики помешали планам изобретателя. Несмотря на то, что четыре шара в два раза тяжелее, чем два, они катятся по более пологой поверхности, следовательно, сила тяжести, действующая на шары справа, уравновешивается силой тяжести, действующей на шары слева, и система остается в равновесии.

3. Другой прототип вечного двигателя основывается на использовании закона Архимеда. В теории считалось, что цепь, состоящая из полых резервуаров, за счет выталкивающей силы станет вращаться. Не было учтено лишь одно – давление водяного столба на самый нижний бак будет компенсировать выталкивающую силу.

И все-таки на просторах Интернета мы нашли модель «вечного двигателя.

 1.1. Модель «вечного двигателя»

Поливалка для комнатных растений (оригинальное изобретение Сережи Громова )

Устройство: рычаг, груз, грелка с водой, горшок с растением. На одном плече рычага – горшок с растением, а на другом – уравновешивающий его груз. Под гирей эластичная емкость (медицинская грелка) с водой. Когда земля подсыхает, масса горшка уменьшается, и гиря нажимает на грелку. Вода по трубке льется в горшок до тех пор, пока его масса не достигнет массы груза.

Если к оси поливалки, присоединить какой-нибудь механизм, например стенные  или напольные часы, то они будут заводиться автоматически.

Заключение

Вечный двигатель создать невозможно.

     Представление о невозможности вечного двигателя является одним из самых важных положений физики. У многих создается внутренняя убежденность, что тот, кто пытается построить вечный двигатель, — или неграмотный, или сумасшедший. При таком подходе мы незаслуженно принижаем роль в развитии науки и техники многих поколений средневековых ученых. Занимаясь изобретением вечного двигателя, человечество открывает новое, идущее на создание высоких технологий. Возможно, что те наши одноклассники, которые ответили, что создание вечного двигателя, возможно, создадут уникальные мировые открытия.

Библиографический список:

1. Журнал «Химия в школе», №4-2009 год
2. О природе : Кн. для учащихся 7-го кл. / М. М. Балашов . – Москва : Просвещение, 1991 
3. В.Г. Разумовский, Л.С. Хижнякова. Современный урок физики в средней школе. – М.: Просвещение, 1983.
4. Газета "Физика" Издательского дома "Первое сентября" № 33/ 2002 год

Интернет-ресурсы:

http://ru.wikipedia.org/wiki

http://www. ifa.hawaii.edu

http://www.wunderground.com

http://www.rutravi.ru

http://my-paleo-world.ucoz.com/   ( левые)