Հավերժ շարժման մեքենան կամ լատիներեն «perpetum mobile»-ը հիպոթետիկ մեքենա է, որը կարող է հավիտյան գործել սկզբնական ազդակ տալուց հետո և առանց դրան էներգիայի հետագա մատակարարման անհրաժեշտության:
Ջերմոդինամիկայի օրենքներ
Հասկանալու համար, արդյոք perpetum mobile-ը հնարավոր է, թե անհնար, պետք է հիշել թերմոդինամիկայի առաջին երկու օրենքները.
- Թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը ասում է. «Էներգիան ոչ ստեղծվում է, ոչ էլ ոչնչացվում, այն կարող է անցնել միայն տարբեր վիճակների և ձևերի»: Այսինքն, եթե տվյալ համակարգի վրա աշխատանք է կատարվում կամ այն ջերմությունը փոխանակում է արտաքին միջավայրի հետ, ապա նրա ներքին էներգիան փոխվում է։
- Թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը. Նրա խոսքով, «տիեզերքի էնտրոպիան ժամանակի հետ մեծանալու միտում ունի»։ Այս օրենքը ցույց է տալիս, թե որ ուղղությամբ է ընթանալու թերմոդինամիկական պրոցեսը ինքնաբուխ։ Բացի այդ, այս օրենքը ենթադրում է էներգիայի մի տեսակից մյուսին առանց կորստի փոխանցման անհնարինություն։
Առաջին և երկրորդ տեսակի հավերժական շարժման մեքենա
Perpetuum mobile, կամ լատիներեն perpetuum mobile, երկու տեսակի է.
- Առաջին տեսակի հավերժ շարժման մեքենան այն մեքենան է, որն անընդհատ աշխատում է առանց արտաքին էներգիայի մատակարարման և միևնույն ժամանակ որոշակի աշխատանք է կատարում: Այսինքն՝ առաջին տեսակի perpetum mobile-ը հակասում է թերմոդինամիկայի առաջին օրենքին, ինչի պատճառով, ի դեպ, այն կոչվել է առաջին տեսակի շարժիչ։
- Երկրորդ տեսակի հավերժ շարժման մեքենան ցանկացած մեքենա է, որն աշխատում է պարբերական ցիկլերով՝ փոխակերպելով մի տեսակ էներգիա մյուսի, օրինակ՝ մեխանիկական էլեկտրականի և հակառակը՝ առանց որևէ կորստի այս փոխակերպման գործընթացում: Այսինքն՝ երկրորդ տեսակի հավերժ շարժման մեքենան (perpetuum mobile) հակասում է թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքին։
Գոյության անհնարինություն
Առաջին տեսակի հավերժ շարժման մեքենան հակասում է մեկուսացված համակարգում էներգիայի պահպանման մասին ֆիզիկայի հիմնարար օրենքին, հետևաբար այն չի կարող գոյություն ունենալ: Ինչ վերաբերում է երկրորդ տեսակի perpetuum mobile-ին, ապա դա նույնպես անհնար է, քանի որ ցանկացած աշխատող շարժիչում էներգիան ցրվում է տարբեր ձևերով, հիմնականում ջերմության տեսքով:
Հաշվի առնելով, որ թերմոդինամիկայի օրենքները հաստատվել են մի քանի դարերի փորձերի և փորձերի միջոցով և երբեք չեն ձախողվել, մենք կարող ենք վստահորեն ասել, որ հավերժ շարժման մեքենաների ցանկացած նախագիծ կեղծիք է: Նման նախագծեր հաճախ առաջանում են տարբեր կրոնական շրջանակներում, որոնցում կան համոզմունքներ էներգիայի անսահման աղբյուրների մասին և այլն:
Ավելին, տարբեր հոգեկան«պարադոքսներ», որոնք, կարծես թե, ցույց են տալիս որոշակի perpetuum mobile-ների արդյունավետությունը։ Այս բոլոր դեպքերում մենք խոսում ենք ֆիզիկայի օրենքները հասկանալու սխալների մասին, ուստի նման մտավոր «պարադոքսները» ուսանելի են։
Մշտական շարժման մեքենաների պատմական որոնումը և դրանց նշանակությունը մարդկության զարգացման համար
Թերմոդինամիկայի օրենքները վերջնականապես հաստատվեցին 19-րդ դարի երկրորդ կեսին։ Ըստ նրանց՝ ցանկացած գործող մեքենա չի կարող 100% արդյունավետությամբ էներգիա փոխանցել մի վիճակից մյուսը, էլ չենք խոսում այլ համակարգերի էներգիայի մշտական մատակարարման մասին՝ առանց այն բուն մեքենային մատակարարելու։
Չնայած սրան, շատ մարդիկ պատմության ընթացքում և մինչ օրս փնտրում և շարունակում են փնտրել աշխատող մշտական շարժման մեքենաների տարբեր ձևավորումներ, որոնք կարելի է համեմատել մի տեսակ «երիտասարդության էլիքսիրի» հետ։ մեխանիկայի ոլորտ.
Նման մեքենաների բոլոր նախագծումները հիմնված են հատուկ նյութերի տարբեր կշիռների, անկյունների, ֆիզիկական կամ մեխանիկական հատկությունների օգտագործման վրա, որոնք կարող են անընդհատ շարժվել և նույնիսկ ստեղծել օգտակար էներգիայի ավելցուկ: Խոսելով ժամանակակից ժամանակների և դրա հսկայական էներգիայի կարիքների մասին՝ կարելի է հասկանալ perpetum mobile-ի կարևորությունը, որն իսկական հեղափոխություն կդառնա մարդկության զարգացման գործում։
Վերադառնալով պատմության մեջ՝ միջնադարյան Եվրոպայում սկսեցին հայտնվել հավերժական շարժման մեքենաների առաջին հայտնի նախագծերը: Ենթադրվում է, որ 8-րդ դարում Բավարիայում համապատասխան գյուտը դարձել է հավերժ շարժման մեքենայի առաջին մոդելը։դար.
Մշտական շարժման մեքենաների հայտնի դիզայներ միջնադարում
Ցավոք, մինչ միջնադարը հասարակություններում perpetum mobile նախագծերի գոյության մասին ոչինչ հայտնի չէ։ Ոչ մի տեղեկություն չի պահպանվել, որ հին հույները կամ հռոմեացիները նման մեքենաներ են կառուցել։
Մարդկությանը հայտնի հավերժական շարժման մեքենայի ամենահին գյուտը կախարդական անիվն է: Թեև այս գյուտի ոչ մի նկար չի պահպանվել, սակայն պատմական գրավոր աղբյուրները նշում են, որ այն թվագրվում է 8-րդ դարում ժամանակակից Բավարիայի տարածքում Մերովինգյան կայսրության գոյության ժամանակներից։ Այնուամենայնիվ, որոշ պատմաբաններ ասում են, որ այս մեքենան իրականում գոյություն չի ունեցել, և որ դրա մասին բոլոր տեղեկությունները լեգենդ են:
Բհասկարան հայտնի հնդիկ մաթեմատիկոս էր, ով ճանաչվել է իր մայրցամաքի միջնադարի ամենաազդեցիկ գիտնականը: Նրա աշխատանքը դիֆերենցիալ հավասարումների վերաբերյալ նախորդել է Նյուտոնի և Լայբնիցի նմանատիպ աշխատանքներին 5 դարով։ Մոտ 1150 թվականին Բհասկարան հայտնագործեց մի անիվ, որը պետք է ընդմիշտ պտտվեր: Ցավոք, այս գյուտը երբեք չի ստեղծվել, բայց դա հավերժական շարժում ստեղծելու փորձերի առաջին անկասկած ապացույցն է:
Եվրոպայում հավերժական շարժման մեքենայի առաջին գյուտը ֆրանսիացի հայտնի մասոն և XIII դարի ճարտարապետ Վիլյար դը Օնեկուրի մեքենան է: Հստակ հայտնի չէ, թե արդյոք նրա գյուտը կառուցվել է, բայց Վիլյար դե Օնեկուրի օրագրերում նրանք գտնում են նրա perpetuum mobile-ի պատկերը։
Լեգենդար ինժեներ և գյուտարար Ֆլորենցիայից Լեոնարդո դա Վինչին նաև ստեղծեց մի քանի մեքենաներ՝ հավերժ շարժման մեքենաներ, և այս առումով նա մի քանի դար առաջ էր իր ժամանակից: Այս մեքենաները, իհարկե, պարզվեց, որ անգործունակ են, և գիտնականը եզրակացրեց, որ հավերժ շարժման մեքենաները չեն կարող գոյություն ունենալ ֆիզիկայում:
Նոր դարաշրջանի հավերժական շարժման մեքենաներ
Նոր ժամանակների գալուստով հավերժական շարժման մեքենայի գյուտը դարձավ հանրաճանաչ ժամանց, և շատ գյուտարարներ իրենց ժամանակը ծախսեցին՝ ստեղծելով այդպիսի մեքենա: Այս բումը առաջին հերթին պայմանավորված է մեխանիկայի զարգացման հաջողություններով։
Այսպիսով, 16-րդ դարի իտալացի գյուտարար Մարկ Զիմարան նախագծեց մշտապես աշխատող ջրաղաց, և հոլանդացի Կոռնելիուս Դրեբելը այդ գյուտերից մեկը նվիրեց անգլիական թագավորին: 1712 թվականին ինժեներ Յոհան Բեսլերը վերլուծեց ավելի քան 300 նման գյուտեր և որոշեց ստեղծել իր սեփական perpetum mobile-ը։
Արդյունքում 1775 թվականին Փարիզի Գիտությունների թագավորական ակադեմիայի անդամները հրամանագիր արձակեցին, որով նրանք չեն ընդունի որևէ գյուտ, որը կապված է հավերժ շարժման մեքենայի թեմայի հետ:
Մտածողության փորձեր
Տեսական ֆիզիկայում մտավոր փորձերը հաճախ օգտագործվում են՝ փորձելով ստուգել հիմնական ֆիզիկական օրենքները: Մշտական շարժման մեքենաների թեմայի վերաբերյալ կարելի է նշել հետևյալ նախագծերը՝
Մաքսվելի դևը. Խոսքը թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքի խախտման մասին է, երբ հիպոթետիկ դևն առանձնացնում է գազերի խառնուրդը։ Այս մտքի փորձը թույլ է տալիսհասկանալ համակարգի էնտրոպիայի էությունը:
Ռիչարդ Ֆեյնմանի մշտական շարժման մեքենան, որն աշխատում է ջերմային տատանումներով և, հետևաբար, կարող է հավիտյան աշխատել: Իրականում, այն կաշխատի այնքան ժամանակ, քանի դեռ շրջակա միջավայրն ունի ավելի բարձր ջերմաստիճան, քան բուն շարժիչը:
Մշտական շարժման մեքենա ստեղծելու հույսը վերջապես մեռա՞ծ է:
Մենք չենք կարող վստահորեն ասել, որ հավերժ աշխատելու մեխանիզմ երբեք չի հայտնագործվի, քանի որ մարդկությունը դեռ շատ բան չգիտի Տիեզերքի մասին, որտեղ ապրում է: Հավանաբար, կհայտնաբերվի էկզոտիկ նյութի մի տեսակ, ինչպիսին է սև նյութը տիեզերքում, որի մասին գրեթե ոչինչ հայտնի չէ: Այս նյութի վարքագիծը կարող է ստիպել մեզ վերանայել թերմոդինամիկայի օրենքները: Այս օրենքներն այնքան հիմնարար են, որ դրանց շրջանակի ցանկացած փոփոխություն նման կլինի Ալբերտ Էյնշտեյնի տեսության ազդեցությանը Իսահակ Նյուտոնի դասական մեխանիկայի օրենքների և ընդհանրապես ֆիզիկայի զարգացման վրա: Հնարավոր է նաև, որ հավերժական շարժում գոյություն ունի այն առարկաներում, որոնց վարքագիծը կարգավորվում է քվանտային մեխանիկայի միջոցով:
