«Найвдаліші» спроби зробити вічний двигун

Вічний двигун – це такий уявний механізм, який невпинно рухає сам себе і, крім того, здійснює ще якусь корисну роботу (наприклад, підіймає вантаж). Іншими словами це машина, яка здатна працювати як завгодно довго, здійснюючи при цьому корисну роботу, а її ККД рівний 100 %. Протягом всієї історії людства науковці та винахідники намагаються згенерувати такий пристрій проте в навіть на початку 21 століття вічний двигун – це всього лише науковий проект.

Підписуйтесь на наш Telegram-канал

Два слова про вічний двигун

Вічний двигун (perpetuum mobile) – ідеальний двигун, задуманий так, що, будучи запущеним один раз, буде працювати постійно і не вимагатиме додаткового надходження енергії. Проте подібний пристрій вступає в протиріччя з двома законами термодинаміки:

енергія не може бути ні створена, ні зруйнована (закон збереження енергії);

тепло не може перетікати від холоднішого об’єкта до теплішого.

У результаті всім реальним двигунам потрібне постійне постачання енергії, і жодна теплова машина не може перетворювати все тепло в корисну роботу.

Тому, можна розглядати тільки такі пристрої, які не суперечать глобальним законам фізики. Хоча саме винахідники у намаганні створити вічний двигун і ставали двигуном прогресу протягом століть.

Класифікація вічних двигунів

Існує така класифікація вічних двигунів:

Вічний двигун першого роду – уявна, безперервно діюча машина, яка, будучи раз запущеною, працювала б без отримання енергії ззовні. Вічний двигун 1-го роду суперечить закону збереження і перетворення енергії.

Вічний двигун другого роду – уявна теплова машина, яка в результаті проходження кругового процесу (циклу) цілком перетворює теплоту, одержувану від якогось одного «невичерпного» джерела (океану, атмосфери і т. п.), в роботу.

Дія вічного двигуна 2-го роду не суперечить закону збереження і перетворення енергії, але порушує другий закон термодинаміки, і тому існування такого двигуна є неможливим.

Вічного двигуна третього роду не існує (це жарт), але існують до цих пір винахідники, які хочуть отримати енергію з «нічого». Тепер «нічого» отримало назву «фізичний вакуум», і вони хочуть отримувати необмежену кількість енергії з «фізичного вакууму». Їхні проекти за «простотою та наївністю» не поступаються проектам попередників, що жили століття тому. Нові вічні двигуни отримали назву «вакуумно-енергетичні установки»; винахідники повідомляють фантастичні ККД подібних двигунів – 400 – 3000 %! Їх навіть намагаються створити зараз в поважних конструкторських бюро, що, мабуть, говорить про надмірну ліричність деякий сучасних фізиків .

Вічні двигуни зазвичай конструюють на основі використання таких прийомів або їх комбінацій:

підйом води за допомогою архімедового гвинта;
підйом води за допомогою капілярів;
використання колеса з неврівноваженими вантажами;
природні магніти;
електромагнетизм;
пар або стиснене повітря.

Вічний двигун – міфи та реальність

123

Перша згадка про вічний двигун відноситься до 1150 року. Але чи означає це, що античні механіки не цікавилися вічним рухом? Навпаки, це було однією з тих традиційних проблем, яким в зв’язку з дослідженням фізичних явищ наука приділяла багато уваги. Але при дослідженні умов, що визначають круговий рух тіл, греки прийшли до висновку, що теоретично виключає будь-яку можливість існування на Землі штучно створеного вічного руху.

Але родоначальником ідеї вічного двигуна вважають індійського поета, математика і астронома Бхаскара Ачарья (1114-1185).

У своїй праці «Brahmasphutasiddhanta» він описав вічний двигун так: «Сконструювати з світлих порід дерева колесо з порожніми рівномірно розподіленими спицями, заповнити спиці до половини ртуттю і запечатати, помістити колесо на горизонтальну вісь. У частині спиць ртуть буде підніматися вгору, а в інших спускатися, забезпечуючи безперервний рух». Зауважимо, що за основу взято тіло круглої форми.

Згідно давньоіндійської філософії, регулярно повторювані події, що становлять кругової цикл, є для нього символом вічності і досконалості. Тобто прабатьки ідеї вічного руху були мотивовані не практичними, а скоріше релігійними потребами.

У Європі перші креслення вічних двигунів з’являються одночасно з введенням в обіг арабських цифр, тобто на початку XIII століття. Першим європейським автором ідеї вічного двигуна вважається середньовічний французький архітектор і інженер Війяр д’Оннекур, відомий як будівельник кафедральних соборів і творець цілої низки цікавих машин і механізмів.

Конструюванням таких машин марно займалися багато винахідників. Їх невдачі пояснювалися тим, що існування «вічного двигуна» суперечить одному з головних законів природи – закону збереження енергії.

Люди придумували дуже дотепні прості і складні конструкції «вічних двигунів». Але завжди можна було знайти не враховані автором процеси, які не дозволяли здійснити бажане.

Технологія вічного двигуна приваблювала людей в усі часи. Сьогодні вона вважається швидше псевдонаукової і неможливою, ніж навпаки, але це не зупиняє людей від створення все більш дивовижних речей в надії порушити закони фізики і провести світову революцію.

У XII-XIII столітті почалися хрестові походи і європейське суспільство прийшло в рух. Стало швидше розвиватися ремесло і вдосконалюватися машини, що приводять у рух механізми. В основному це були водяні колеса і колеса, що приводяться в рух тваринами (кіньми, мулами, биками, які ходили по колу). Ось і виникла ідея придумати ефективну машину, що приводиться в рух більш дешевою енергією. Якщо енергія береться з нічого, то вона нічого не коштує і це крайній окремий випадок дешевизни – даром.

Ще популярнішою ідея вічного двигуна стала в XVI-XVII століттях, в епоху переходу до машинного виробництва. Число відомих проектів вічного двигуна перевалила за тисячу. Створити вічний двигун мріяли не тільки малоосвічені ремісники, а й деякі великі вчені свого часу, так як тоді не існувало принципово наукової заборони на створення такого пристрою.

Уже в XV-XVII столітті такі видатні вчені як Леонардо да Вінчі, Джіроламо Кардано, Симон Стевін, Галілео Галілей сформулювали принцип: «Створити вічний двигун неможливо».

У 17 столітті Йоганн Ернст Еліас Бесслер стверджував, що винайшов вічний двигун і готовий продати ідею за 2000000 талерів.

Свої слова він підтверджував публічними демонстраціями працюючих прототипів. Найбільш вражаюча демонстрація винаходу Бесслера сталася 17 листопада 1717. Вічний двигун з діаметром валу більше 3,5 м був приведений в дію. У цей же день кімната, в якій він перебував, була замкнена, і відкрили її тільки 4 січня 1718 року. Двигун все ще працював: колесо крутилося з тією ж швидкістю, що й півтора місяця тому. Репутацію винахідника підмочила служниця, заявивши, що учений обманює обивателів. Після цього скандалу інтерес до винаходів Бесслера знизився і вчений помер у злиднях, але всі креслення і прототипи він перед цим знищив.

Леонардо да Вінчі також цікавився всіма механізмами, в тому числі і рухомими нескінченно. До наших днів дійшли частина його креслень із зображенням рециркуляційних млинів з архімедовим гвинтами. Він також описав складні механізми з заповненими ртуттю порожнинами. У Німецькому музеї (Deutsches Museum) в Мюнхені є реконструкція його машини. Не дивлячись на те, що за часів да Вінчі закон збереження ще не був відомий, геніальний винахідник дуже близько підійшов до його ідеї. Він писав: «Падаюча вода може підняти таку ж кількість води … але ми повинні врахувати і втрати сили на тертя». Відомі й начерки чисто механічних вічних двигунів да Вінчі, що приводяться в рух кульками, що котяться.

Незважаючи на нездоровий інтерес Леонардо да Вінчі до самої ідеї вічного двигуна, він досить скептично ставився до думки про практичне застосування існуючих конструкцій. В одному з зошитів великого винахідника можна знайти підтвердження неможливості вічного руху незбалансованого колеса.

Креслення показує, що вчений прекрасно розумів розкладку сил і моментів, що обертають колесо. Він вважав, що спроба реалізації вічного двигуна те саме що пошук філософського каменя.

Але була й інша ідея у побудовах вічних двигунів. Певним відходом від механіки стали дослідження магнітних, гідравлічних та електричних вічних двигунів. Перша згадка про магнітний вічно рухомий механізм відноситься до 1269 року. П’єр де Маркурт (Pierre de Maricourt) описав пристрій, що обертається під дією сил декількох магнітів.

Цей ефект став зрозумілий набагато пізніше, а пристрій Маркурта виявився першим компасом. Маркурт сам визнавав, що створений ним механізм не призначений для здійснення корисної роботи, а скоріше допомагає зрозуміти, як планети рухаються по орбітах. Він вірив, що магнітний матеріал, який він виявив, був тим самим каменем, який шукали алхіміки.

Як часто трапляється в науці, в процесі створення чогось безглуздого, знаходиться щось виключно важливе. Створюючи модель, що ніби-то описує поведінку планет, П’єр де Маркурт виявив, що тонкі залізні дроти, намотані на магнітні кульки, вишиковуються уздовж ліній, що нагадують уявні лінії географічної довготи. Він зміг також виявити, що шматочки магнітного залізняку, покладені на плаваючий брусок, завжди орієнтуються в напрямку північ-південь. Він першим ввів поняття північного і південного магнітного полюса і показав, що магніти протилежних полюсів притягуються, а однойменних – відштовхуються.

Здавалося б, все описане вище вже давно стало історією, і сьогодні вже ніхто не вірить в можливість створення вічного двигуна. Нічого подібного.

Представники ірландської компанії Steorn (заснована в 2000 році), що працює в галузі альтернативної енергетики, оголосили, що їм вдалося створити генератор постійної енергії з ККД понад 100%, заснований на взаємодії магнітних полів. Сучасний вічний двигун отримав назву Orbo. Генеральний директор Steorn Сін Маккарті стверджує, що його дітище несе невичерпну енергію, засновану на використанні «енергії нульових коливань». Orbo зможе генерувати в п’ять разів більше енергії, ніж середній акумулятор мобільного телефону, і не зажадає заряджання.

Однак яке ж було розчарування прихильників ідеї вічного двигуна, коли в кінці минулого року диво-винахід так і не було виставлено (як обіцяла компанія Steorn) в музеї Kinentica Museum in London. Виявилося, що в систему енергію поставляв якийсь неврахований розробниками джерела фактор. Загалом, щось у Steorn не ладиться.

У 1775 році Паризька академія наук прийняла рішення не розглядати проекти вічного двигуна через очевидну неможливість їх створення.

Патентне відомство США не видає патенти на perpetuum mobile вже більше ста років.

А словосполучення «перпетуум мобіле» стало загальним і означає «займатися безглуздою справою, працювати над нерозв’язним завданням».

Поки ще нікому не вдалося сконструювати вічний двигун. І при цьому напрошується питання: так чи варто взагалі тоді займатися винаходом «вічного» двигуна? Якщо звернутися з цим питанням до наукових історичних джерел і проаналізувати праці простих невідомих інженерів і найвідоміших науковців, то можна впевнитись, що цьому проблемному питанню присвячено вкрай багато часу та зусиль.

Так чи інакше подальше накопичення досвіду, як теоретичного, так і практичного з часом дасть відповідь на це важливе питання. Але в будь якому разі, всі наукові пошуки, пов’язані з відкриттям вічного двигуна були недаремними. Інколи вони просто спонукали до творчості, інколи давали захоплення на все життя чи його частину, а інколи були реальним підґрунтям та передумовою справжнього наукового відкриття.