Мөнхийн хөдөлгөөнт машин буюу латинаар "perpetum mobile" гэдэг нь анхны импульс өгсний дараа түүнд эрчим хүч өгөх шаардлагагүйгээр үүрд ажиллах боломжтой таамаглалтай машин юм.
Термодинамикийн хуулиуд
Мөнхийн гар утас боломжтой эсвэл боломжгүй эсэхийг ойлгохын тулд термодинамикийн эхний хоёр хуулийг санах хэрэгтэй:
- Термодинамикийн 1-р хуульд: "Энерги үүсдэггүй, устдаггүй, зөвхөн өөр өөр төлөв, хэлбэрт шилждэг" гэжээ. Өөрөөр хэлбэл, тухайн систем дээр ажил хийгдэх эсвэл гадаад орчинтой дулаан солилцдог бол түүний дотоод энерги өөрчлөгдөнө.
- Термодинамикийн хоёрдугаар хууль. Түүний хэлснээр "Орчлон ертөнцийн энтропи цаг хугацаа өнгөрөх тусам нэмэгдэх хандлагатай байдаг." Энэ хууль нь термодинамик процесс аяндаа ямар чиглэлд явагдахыг заадаг. Түүнчлэн, энэ хууль нь эрчим хүчийг нэг төрлөөс нөгөөд алдагдуулахгүйгээр шилжүүлэх боломжгүй гэсэн үг юм.
Нэг ба хоёр дахь төрлийн байнгын хөдөлгөөнт машин
Perpetuum mobile буюу латинаар perpetuum mobile нь хоёр төрөлтэй:
- Эхний төрлийн байнгын хөдөлгөөнт машин гэдэг нь гадны эрчим хүчийг нийлүүлэхгүйгээр байнга ажилладаг бөгөөд нэгэн зэрэг тодорхой ажил хийдэг машин юм. Өөрөөр хэлбэл, нэгдүгээр төрлийн мөнх гар утас нь термодинамикийн нэгдүгээр хуультай зөрчилддөг тул дашрамд хэлэхэд түүнийг нэгдүгээр төрлийн хөдөлгүүр гэж нэрлэсэн.
- Хоёр дахь төрлийн мөнхийн хөдөлгөөнт машин гэдэг нь энэ хувиргалтын явцад ямар ч алдагдалгүй, нэг төрлийн энергийг нөгөөд, тухайлбал механикаас цахилгаан болон эсрэгээр хувиргадаг үечилсэн мөчлөгтэй ажилладаг аливаа машин юм. Өөрөөр хэлбэл, хоёр дахь төрлийн байнгын хөдөлгөөнт машин (мөнхийн хөдөлгөөнт төхөөрөмж) нь термодинамикийн хоёрдугаар хуультай зөрчилддөг.
Орших боломжгүй
Эхний төрлийн байнгын хөдөлгөөнт машин нь тусгаарлагдсан системийн энерги хадгалагдах тухай физикийн үндсэн хуультай зөрчилддөг тул оршин тогтнох боломжгүй. Хоёр дахь төрлийн үүрдийн гар утасны хувьд энэ нь бас боломжгүй юм, учир нь ямар ч ажиллаж байгаа хөдөлгүүрт энерги нь янз бүрийн аргаар, голчлон дулаан хэлбэрээр тархдаг.
Термодинамикийн хуулиудыг хэдэн зуун жилийн туршилт, туршилтаар баталгаажуулж, хэзээ ч бүтэлгүйтэж байгаагүйг харгалзан үзвэл мөнхийн хөдөлгөөнт машинуудын аливаа төсөл хуурамч гэж бид баттай хэлж чадна. Ийм төслүүд нь эрчим хүчний төгсгөлгүй эх үүсвэр гэх мэт итгэл үнэмшилтэй шашны янз бүрийн хүрээлэлд ихэвчлэн үүсдэг.
Цаашилбал, янз бүрийн сэтгэцийн"парадоксууд" нь тодорхой үүрдийн гар утасны үр ашгийг харуулж байна. Энэ бүх тохиолдолд бид физикийн хуулиудыг ойлгох алдааны тухай ярьж байгаа тул ийм сэтгэцийн "парадокс" нь сургамжтай байдаг.
Мөнхийн хөдөлгөөнт машинуудын түүхэн эрэл хайгуул ба тэдгээрийн хүн төрөлхтний хөгжилд ач холбогдол
Термодинамикийн хуулиудыг 19-р зууны хоёрдугаар хагаст эцэслэн тогтоожээ. Тэдний үзэж байгаагаар аливаа ажиллаж байгаа машин нь эрчим хүчийг нэг төлөвөөс нөгөөд 100% -ийн үр ашигтайгаар шилжүүлж чадахгүй, тэр байтугай бусад системд эрчим хүчийг өөрөө нийлүүлэхгүйгээр эрчим хүчээ байнга нийлүүлэх нь бүү хэл.
Гэсэн хэдий ч түүхийн явцад болон өнөөг хүртэл олон хүмүүс "залуу насны үрэл"-тэй харьцуулж болохуйц байнгын хөдөлгөөнт машинуудын янз бүрийн загварыг хайж байсан бөгөөд хайсаар л байна. механикийн салбар.
Иймэрхүү машинуудын бүх загвар нь байнга хөдөлж, тэр ч байтугай илүүдэл ашигтай энерги үүсгэж чаддаг тодорхой бодисын янз бүрийн жин, өнцөг, физик эсвэл механик шинж чанарыг ашиглахад суурилдаг. Орчин үеийн цаг үе, эрчим хүчний асар их хэрэгцээний талаар ярих юм бол хүн төрөлхтний хөгжилд жинхэнэ хувьсгал болох мөнхийн гар утасны ач холбогдлыг ойлгож болно.
Түүхийг сөхвөл дундад зууны Европт мөнхийн хөдөлгөөнт машинуудын анхны мэдэгдэж байгаа загварууд гарч ирж эхэлсэн. 8-р зуунд Бавари дахь холбогдох шинэ бүтээл нь мөнхийн хөдөлгөөнт машины анхны загвар болсон гэж үздэг. МЭ зуун.
Дундад зууны үеийн мөнхийн хөдөлгөөнт машинуудын алдартай загварууд
Харамсалтай нь Дундад зууны өмнөх нийгэмд үүрдийн хөдөлгөөнт төслүүд байсан талаар юу ч мэдэгддэггүй. Эртний Грекчүүд эсвэл Ромчууд ийм машин үйлдвэрлэсэн тухай мэдээлэл хадгалагдаагүй байна.
Хүн төрөлхтний мэддэг үүрдийн хөдөлгөөнт машины хамгийн эртний бүтээл бол шидэт хүрд юм. Энэхүү шинэ бүтээлийн зураг хадгалагдаагүй байгаа ч түүхэн бичмэл эх сурвалжид энэ нь 8-р зуунд орчин үеийн Баварийн нутаг дэвсгэрт Меровингийн эзэнт гүрэн оршин тогтнож байсан үетэй холбоотой гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч зарим түүхчид энэ машин үнэхээр байгаагүй бөгөөд түүний тухай бүх мэдээлэл домог гэж ярьдаг.
Бхаскара бол тивдээ Дундад зууны хамгийн нөлөө бүхий эрдэмтэн гэдгээрээ алдартай Энэтхэгийн алдарт математикч юм. Дифференциал тэгшитгэлийн талаархи түүний ажил нь Ньютон, Лейбниц нарын ижил төстэй бүтээлээс 5 зууны өмнө байсан. 1150 орчим Бхаскара үүрд эргэх ёстой дугуй зохион бүтээжээ. Харамсалтай нь энэ шинэ бүтээлийг хэзээ ч бүтээгээгүй ч мөнхийн хөдөлгөөнийг бий болгох оролдлогын анхны эргэлзээгүй нотолгоо юм.
Европ дахь мөнхийн хөдөлгөөнт машины анхны бүтээл бол XIII зууны Францын алдарт масон, архитектор Виллар де Хоннекурын машин юм. Түүний шинэ бүтээлийг бүтээсэн эсэх нь тодорхойгүй байгаа ч Виллар де Хоннекуртын өдрийн тэмдэглэлээс түүний мөнхийн гар утасны дүрсийг олдог.
Флоренцийн домогт инженер, зохион бүтээгч Леонардо да Винчи мөн хэд хэдэн машин - мөнхийн хөдөлгөөнт машиныг бүтээсэн бөгөөд энэ талаараа тэрээр өөрийн цаг үеэсээ хэдэн зуунаар түрүүлж байжээ. Эдгээр машинууд нь мэдээжийн хэрэг ажиллах боломжгүй болсон ба мөнхийн хөдөлгөөнт машин физикт байж болохгүй гэж эрдэмтэн дүгнэсэн.
Шинэ үеийн байнгын хөдөлгөөнт машинууд
Орчин үе гарч ирснээр мөнхийн хөдөлгөөнт машин зохион бүтээх нь хүмүүсийн зугаа цэнгэл болж, олон зохион бүтээгчид ийм машин бүтээхэд цаг заваа зориулав. Энэхүү өсөлт нь юуны түрүүнд механикийн хөгжилд гарсан амжилтаас үүдэлтэй.
Тиймээс 16-р зууны Италийн зохион бүтээгч Марк Зимара байнгын ажиллагаатай тээрэм зохион бүтээж, Голландын Корнелиус Дреббел эдгээр шинэ бүтээлийн нэгийг Английн хаанд зориулжээ. 1712 онд инженер Иоганн Бесслер ийм төрлийн 300 гаруй шинэ бүтээлд дүн шинжилгээ хийж, өөрийн мөнхийн гар утас бүтээхээр шийджээ.
Үүний үр дүнд 1775 онд Парис дахь Хатан хааны Шинжлэх ухааны академийн гишүүд мөнхийн хөдөлгөөнт машины сэдэвтэй холбоотой аливаа шинэ бүтээлийг хүлээн зөвшөөрөхгүй гэсэн зарлиг гаргажээ.
Бодлын туршилт
Онолын физикт бодлын туршилтыг ихэвчлэн физикийн үндсэн хуулиудыг шалгахад ашигладаг. Мөнхийн хөдөлгөөнт машинуудын сэдвийн тухайд дараах төслүүдийг дурдаж болно:
Максвелийн чөтгөр. Таамаглалын чөтгөр хийн хольцыг салгах үед бид термодинамикийн хоёр дахь хуулийг зөрчсөн тухай ярьж байна. Энэхүү сэтгэхүйн туршилтыг зөвшөөрдөгсистемийн энтропийн мөн чанарыг ойлгох
Ричард Фейнманы дулааны хэлбэлзлээр ажилладаг, тиймээс үүрд ажиллах боломжтой мөнхийн хөдөлгөөнт машин. Үнэн хэрэгтээ, орчин нь хөдөлгүүрээс илүү өндөр температуртай бол энэ нь ажиллах болно
Мөнхийн хөдөлгөөнт машин бүтээх найдвар эцэстээ үгүй болсон уу?
Хүн төрөлхтөн өөрийн амьдарч буй орчлон ертөнцийн талаар сайн мэдэхгүй хэвээр байгаа тул бид үүрд ажиллах чадвартай механизмыг хэзээ ч зохион бүтээхгүй гэж баттай хэлж чадахгүй. Сансар огторгуй дахь хар бодис гэх мэт бараг юу ч мэдэгдээгүй чамин материйн төрөл олдох байх. Энэ бодисын зан байдал нь биднийг термодинамикийн хуулиудыг эргэн харахыг шаардаж магадгүй юм. Эдгээр хуулиуд нь маш үндэс суурьтай тул тэдгээрийн хамрах хүрээний аливаа өөрчлөлт нь Исаак Ньютоны сонгодог механикийн хуулиуд болон физикийн хөгжилд Альберт Эйнштейний онолын нөлөөлөлтэй төстэй байх болно. Мөн зан төлөв нь квант механикаар зохицуулагддаг биетүүдэд мөнхийн хөдөлгөөн байх боломжтой.
