| Головна » Фізика |
Презентація по фізиці на тему: «Чи можливе створення вічного двигуна?» Роботу виконала учениця 10-Ф класу Спеціалізованої школи №28 Коваленко Вероніка Зараз життя людини наповнена різною технікою, що полегшує наше 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. Вічний двигун - це такий уявний механізм, який безупинно рухає сам себе і, крім того, робить ще яку-небудь корисну роботу (наприклад, піднімає вантаж). Саме тому впродовж багатьох століть людство намагається створити вічний двигун. Але, на жаль, з-за великого числа заявок винахідників на видачу патентів на придумані ними непрацюючі вічні двигуни, ряд національних патентних відомств та академій наук зарубіжних країн, ухвалили рішення взагалі не приймати до розгляду заявки на винаходи абсолютного двигуна, оскільки це суперечить закону збереження енергії. Мета: Вивчити можливість створення вічного двигуна, на прикладах непрацюючих моделей вічного двигуна. Вивчити літературу з обраної теми. Вивчити найвідоміші моделі вічного двигуна, з'ясувати причини їх недовговічності. Зробити висновок, спираючись на відібраний матеріал. Зміст: Вступ або значення створення вічного двигуна. Що таке вічний двигун? Види моделей вічного двигуна, прийоми та їх комбінації, на основі яких конструюють вічні двигуни. Найбільш відомі моделей вічного двигуна і чому ці двигуни не працюють. Вічний двигун існування, якого вчені не заперечують. Висновок або моє ставлення до піднятої мети. Вступ або значення створення вічного двигуна 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, які приводяться в рух тваринами (кіньми, мулами, биками, які ходили по колу). От 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 - задарма. Вже в XV-XVII столітті прозорливі натуралісти, такі як Леонардо да Вінчі, Джіроламо Кардано, Симон Стевін, Галілео Галілей сформулювали принцип: «Створити вічний двигун неможливо». Симон Стевін був першим, хто на основі цього принципу вивів закон рівноваги сил на похилій площині, що привело його, врешті-решт, до відкриття закону складання сил за правилом трикутника (додавання векторів). Вступ або значення створення вічного двигуна До середини XVIII століття, після багатовікових спроб створити вічний двигун, більшість вчених стали вважати, що зробити це неможливо. Це був просто експериментальний факт. З 1775 року Французька академія наук відмовилася розглядати проекти вічного двигуна, хоча і в цей час у французьких академіків не було твердих наукових підстав принципово заперечувати можливість черпати енергію з нічого. Неможливість отримання додаткової роботи з нічого була твердо обгрунтовано лише зі створенням і затвердженням як загального і одного з найбільш фундаментальних законів природи «закону збереження енергії». Вступ або значення створення вічного двигуна Спочатку Готфрід Лейбніц у 1686 році сформулював закон збереження механічної енергії. А закон збереження енергії як загальний закон природи сформулювали незалежно Юліус Майер (1845), Джеймс Джоуль (1843-50) і Герман Гельмгольц (1847). Вступ або значення створення вічного двигуна Що таке вічний двигун? Вічний двигун (лат. perpetuum mobile) - уявний, але нездійсненний двигун, який 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 що був у ній запас енергії на подолання сил опору і повинна зупинитися, тому що продовження роботи означало б одержання енергії з нічого. Багато винахідників намагалися побудувати машину - вічний двигун, здатну робити корисну роботу без яких-небудь змін усередині машини. Всі ці спроби закінчувалися невдачею.Перпетуум-мобіле, - це магічна ідея відтворити це вічний рух у штучному спорудженні і змусити його працювати як джина, випущеного з пляшки. Нічого дивного, що ідея вічного двигуна володіє магічною привабливістю і в наші дні. Проекти вічного двигуна здаються звичайній людині внутрішньо очевидними, особливо якщо він сам їх придумав. Види моделей вічного двигуна, прийоми та їх комбінації, на основі яких конструюють вічні двигуни. Вічний двигун першого роду - уявна, безперервно діюча машина, яка, будучи раз запущеної, чинила би роботу без отримання енергії ззовні. Вічний двигун 1-го роду суперечить закону збереження і перетворення енергії і тому є неможливим. Вічний двигун другого роду уявна теплова машина, яка в результаті вчинення кругового процесу (циклу) цілком перетворить 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 початок термодинаміки, і тому такий двигун нездійсненний. Можна підрахувати, що при охолодженні світового океану тільки на один градус можна одержати енергію, достатню для забезпечення всіх потреб людства при сучасному рівні її споживання на 14000 років. Вічний двигун «третього роду» - наукового терміна «вічний двигун третього роду» не існує (це жарт), але існують до цих пір винахідники, які хочуть отримати енергію з «нічого».Або майже з нічого. Тепер «нічого» отримало назву «фізичний вакуум», і вони хочуть отримувати необмежену кількість енергії з «фізичного вакууму». Їхні проекти по простоті й наївності не поступаються проектам їх попередників, що жили століття тому. Нові вічні двигуни отримали назву «Вакуумно-енергетичні установки»; винахідники повідомляютьфантастичні ККД подібних двигунів - 400%, 3000%! Їх намагаються створити зараз, на жаль, в поважних конструкторських бюро, що говорить про недостатню підготовку сучасних інженерів в області фізики. Обговорення того, чому так відбувається, виходить за рамки нашого плакату. Вічні двигуни звичайно конструюють на основі використання таких прийомів або їх 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 стиснене повітря. 17 найбільш відомих моделей вічного двигуна і чому ці двигуни не працюють Проект 1. Колесо з перекочується кулями Ідея винахідника: Колесо з перекочується в ньому важкими кульками. При будь-якому положенні колеса вантажі на правій його стороні будуть знаходитися далі від центру, ніж вантажі на лівій половині. Тому права половина повинна завжди перетягати ліву і змушувати колесо обертатися. Виходить, колесо має обертатися вічно. Чому двигун не працює: Хоча вантажі на правій стороні завжди далі від центру, ніж вантажі на лівій стороні, число цих вантажів менше рівно настільки, щоб сума сил ваги вантажів, помножених на проекцію радіусів, перпендикулярну до напрямку сили тяжіння, праворуч і ліворуч були рівні (FiLi = FjLj). Проект 2. Ланцюжок куль на трикутній призмі Ідея винахідника: Через тригранну призму перекинута ланцюг з 14 однакових кульок.Зліва чотири кулі, праворуч - два. Решта вісім куль врівноважують один одного. Отже, ланцюг прийде в вічний рух проти годинникової стрілки. Чому двигун не працює: Вантажі приводить у рух тільки складова сили тяжіння, паралельна похилій поверхні. На більш довгою поверхні більше вантажів, але і кут нахилу поверхні пропорційно менше. Тому сила тяжіння вантажів праворуч, помножена на синус кута, дорівнює силі тяжіння вантажів ліворуч, помноженої на синус іншого кутка. Проект 3. «Пташка Хоттабича» Ідея винахідника: Тонка скляна колба з горизонтальною віссю посередині упаяні в невелику ємність. Вільним кінцем колбочка майже стосується її дна. У нижню частину іграшки налито трохи ефіру, а верхня, порожня, обклеєна зовні тонким шаром вати. Перед іграшкою ставлять склянку з водою і нахиляють її, примушуючи «попити». Пташка починає два-три рази на хвилину нахилятися і занурювати голівку в стаканчик. Раз за разом, безперервно, вдень і вночі кланяється пташка, поки в стаканчику не скінчиться вода. Чому це не вічний двигун: Голова і дзьоб пташки покриті ватою. Коли пташка «п'є воду», вата просочується водою. При випаровуванні води температура голови пташки знижується. У нижню частину тулуба пташки налитий ефір, над яким знаходяться пари ефіру (повітря відкачано). При охолодженні голови пташки тиск парів у верхній частині знижується.Але тиск в нижній частині залишається тим же. Надмірний тиск парів ефіру в нижній частині піднімає рідкий ефір по трубочці вгору, голова пташки важчає і нахиляється до склянки. «Справжній» вічний двигун повинен працювати без витрати зовнішньої енергії. Тому пташка Хоттабича насправді не є вічним двигуном. Проект 4. Ланцюжок поплавців Ідея винахідника: Висока вежа наповнена водою. Через шківи, встановлені вгорі і внизу вежі, перекинуть канат з 14 порожніми кубічними ящиками зі стороною 1 метр. Ящики, що знаходяться у воді, під дією сили Архімеда, спрямованої вгору, повинні послідовно спливати на поверхню рідини, тягнучи за собою весь ланцюг, а знаходяться ліворуч ящики спускаються вниз під дією сили тяжіння. Таким чином, ящики потрапляють поперемінно з повітря в рідину й навпаки. Чому двигун не працює: Ящики, що входять в рідину, зустрічають вельми сильну протидію з боку рідини, причому робота на проштовхування їх у рідина не менше роботи, яку здійснюють силою Архімеда при Спливання скриньок на поверхню. Проект 5. Архимедів гвинт і водяне колесо Ідея винахідника: Архимедів гвинт, обертаючи, піднімає воду у верхній бак, відкіля вона випливає з лотка струменем, що потрапляє на лопатки водяного колеса. Водяне колесо обертає точильний камінь і одночасно рухає, за допомогою ряду зубчастих коліс, той самий Архимедів гвинт, що піднімає воду у верхній бак. Гвинт повертає колесо, а колесо - гвинт! Цей проект, винайдений ще в 1575 році італійським механіком Страдою Старшим, потім повторювався в численних варіаціях. Чому двигун не працює: Більша частина проектів вічних двигунів дійсно могла б працювати, якби не існування сили тертя. Якщо це двигун - повинні бути і рухомі частини, значить, недостатньо двигуну обертати самого себе: чи потрібно виробляти ще й надлишкову енергію для подолання сили тертя, яку ніяк не прибереш. Проект 6.Основанний на Броунівський рух молекул газу. Ідея винахідника: Храпове колесо насаджено на вал, і до нього пружиною притискається маленька клямка (собачка). На іншому кінці валу насаджені чотири лопаті, які перебувають у посудині з газом. Мається на увазі, що пристрій дуже маленьке, молекулярного масштабу, з області нанотехнології. Молекули газу безперервно і хаотично бомбардують лопаті, змушуючи вал смикатися то в одну, то в інший бік. Але храповик може повернутися тільки в один бік, так як собачка не дає йому повернутися в інший бік. Виходить, колесо буде постійно обертатися через Броунівського руху молекул газу. Цей вічний двигун не порушує закон збереження енергії. Він просто використовує енергію теплового руху молекул. Чому двигун не працює: порушує другий закон термодинаміки. Проект 7. «Вічний водогін» Ідея винахідника: Тиск води у великому баку повинно постійно вичавлювати воду по трубі у верхню ємність. Чому двигун не працює: Автор проекту не розумів, що гідростатичний парадокс в тому і полягає, що рівень води в трубі завжди залишається таким же, як в баку. Проект 8. Масло, що піднімається по гноту Ідея винахідника: Рідина, налита в нижній посудину, піднімається гнотами у верхню судину, що має жолоб для стоку рідини. По стоку рідина падає на лопатки колеса, приводячи його в обертання. Далі стєкшіє вниз олію знову піднімається по гноту до верхньої судини.Таким чином, струмінь олії, що стікає по жолобу на колесо, ні на секунду не переривається, і колесо вічно повинно знаходитися в русі. Чому двигун не працює: З верхньою, загнутої частини гнота рідина стікати вниз не буде. Капілярна тяжіння, подолавши силу тяжіння, підняло рідину нагору по гноті - але та ж причина утримує рідину в порах намоклого гнота, не даючи їй капати з його. Проект 9.Основанний на притягання магнітів Ідея винахідника: Сталева куля C постійно притягається до магніту B, який розташований так, що під його впливом обертається колесо зі щілинами на ободі. (Див. мал.) Поки куля рухається, обертається і колесо. Чому двигун не працює: сила тяжіння і магнітне тяжіння врівноважують один одного. Вічний двигун, існування якого вчені не заперечують Є один справжній вічний двигун, наявність якого наукою не заперечується. Це сам Всесвіт. За сучасними уявленнями, у Всесвіту був початок. Все почалося з Великого Вибуху десь близько 15 мільярдів років тому. А що було раніше? Наука зазвичай відповідає, що це питання не має сенсу, тому що час народилося одночасно з Всесвіту, і для особливої точки Великого Вибуху немає поняття "раніше", як немає поняття "південніше" для Південного полюса.Можливо, ця відповідь вас не задовольнить. Тоді доведеться відправити вас до блаженного Августина. Кажуть, на питання маловірних, що робив Бог до того, як він створив час, блаженний Августин відповів, що Бог проектував спеціальний пекло для тих, хто згодом буде задавати такі питання. Після Великого Вибуху і до теперішнього часу Всесвіт весь час розширюється. Під час цього розширення, енергія всіх частинок Всесвіту зменшується. Це можна побачити так.Виділимо дуже велику "космічну осередок" і подивимося, як вона розширюється. На неї будуть впливати інші частини Всесвіту, так як, наприклад, світло, випромінений цими частинами, через деякий час прийде в нашу космічну клітинку. Як врахувати цей вплив? На великих масштабах Всесвіт однорідний. Це означає, що світло, випромінений іншими осередками, нічим не відрізняється від того, що випромінюється в нашій осередку (як і будь-яка інша форма енергії). Тому можна подумки прибрати всі інші осередки Всесвіту, але зате уявити, що наша космічна осередок оточена ідеально відображають стінками, які відображають все, що випромінюється або рухається всередині комірки. Таким чином, вплив інших частин Всесвіту замінюється самовліяніем вмісту космічної осередки. Якщо осередок досить велика і Всесвіт однорідний, ця заміна виправдана. Але випромінювання чинить тиск на стінки комірки і при розширенні здійснює роботу.Отже, мешканці космічної осередку втрачають енергію, так само як молекули газу втрачають енергію, коли вони виштовхують поршень з циліндра. Але є велика різниця. Енергія молекул переходить у кінетичну енергію циліндра. А у разі Всесвіту у всіх осередках відбувається одне і те ж, всі вони втрачають енергію. Куди йде ця енергія? Нікуди. Вважається, що закон збереження енергії непридатний для Всесвіту в цілому. Втім, це може означати всього лише неповноту наших знанні про Всесвіт. Деякі вчені вважають, що втрачена енергія переходить в гравітаційну енергію і повна енергія Всесвіту все одно зберігається. Однак визначення гравітаційної енергії Всесвіту не так просто і до цих пір викликає запеклі суперечки. Висновок, або моє ставлення до піднятої мети Перпетуум мобіле, - вічний двигун - романтична мрія подвижників, які намагалися дати людству безмежну владу над природою, жаданий джерело збагачення для шарлатанів і авантюристів; сотні, тисячі проектів, так ніколи не здійснених; хитромудрі механізми, які, здавалося, ось-ось повинні були запрацювати, але чомусь залишалися в нерухомості; розбиті долі фанатиків, обмануті надії меценатів ... Але через що все це відбувалося? Через незнання елементарних фізичних законів, через 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 ... Особисто я стаю, що створення абсолютно вічного двигун неможливо через елементарних правил фізики. Але створення двигуна, який буде працювати хоча б століття безупинно, по-моєму, цілком цікава і вирішимо завдання.
Схожі навчальні матеріали: | ||||||
| Всього коментарів: 0 | |