Вечный двигатель (от латинского Perpetuum Mobile) — это гипотетическое устройство, способное работать бесконечно долго и производить полезную работу, не потребляя энергию извне или получая её из «неисчерпаемых» источников. Эта идея столетиями будоражит умы изобретателей, но остаётся научной фантазией, противоречащей фундаментальным законам физики.
Два типа невозможных машин
Учёные и инженеры традиционно разделяют концепции вечного двигателя на два основных типа, каждый из которых нарушает свой закон термодинамики.
1. Вечный двигатель первого рода — это механическое, гидравлическое или магнитное устройство, которое, будучи однажды запущенным, должно совершать работу, не получая энергию из окружающей среды. Его проекты часто опираются на использование сил тяжести, архимедовой силы или капиллярных эффектов, пытаясь создать вечное движение за счёт постоянного дисбаланса или перевеса.
2. Вечный двигатель второго рода — это тепловая машина, которая, по замыслу, должна полностью преобразовывать в работу тепло, взятое от одного источника (например, от океана или атмосферы), без передачи части тепла более холодному телу. Такие идеи иногда связывают с циклическими природными явлениями, но они игнорируют принцип возрастания энтропии.
История одной иллюзии: от Древней Индии до наших дней
Одна из первых документально зафиксированных попыток создать вечный двигатель относится к XII веку и принадлежит индийскому математику Бхаскаре II. Он предложил конструкцию колеса с наклонными отсеками, заполненными ртутью. По его расчётам, перетекающая жидкость должна была создавать постоянный перевес с одной стороны, заставляя колесо вращаться вечно.
Идею Бхаскары многократно модифицировали, заменяя ртуть грузами, шариками или рычагами, но суть оставалась прежней: авторы пытались достичь вечного движения через создание постоянного неравновесия. Однако все эти устройства неизменно терпели неудачу. Причина в том, что смещение веса меняет центр тяжести всей системы, и в итоге колесо останавливается, найдя новое положение равновесия.
Более изощрёнными выглядят проекты на основе магнетизма, как на рисунке выше. В них магнит, расположенный на вершине горки, должен притягивать металлический шар вверх. Затем шар проваливается в отверстие, скатывается по обратному пути и снова притягивается магнитом — цикл якобы повторяется бесконечно. Однако в реальности трение, сопротивление воздуха и особенности магнитного поля быстро останавливают процесс.
Современный взгляд: закрытая тема и новые горизонты
Сегодня патентные ведомства практически всех стран мира официально не рассматривают заявки на вечные двигатели. Научное сообщество единогласно считает их создание невозможным в принципе, так как они противоречат закону сохранения энергии (первый закон термодинамики) и закону о рассеивании энергии (второй закон термодинамики). Вопрос для любого такого проекта сводится не к «сработает ли он», а к «где именно кроется ошибка» в расчётах автора.
При этом прогресс в физике и химии открывает пути к созданию высокоэффективных и практически неисчерпаемых источников энергии. Речь идёт о таких перспективных направлениях, как управляемый термоядерный синтез, технологии использования энергии вакуума или геотермальных источников. Важно понимать, что эти будущие установки не будут «вечными двигателями» в классическом смысле — они будут преобразовывать энергию, запасённую в материи или полях, а не создавать её из ничего.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: «Вечный двигатель. Фантазия, которой не суждено сбыться».