Түбөлүк кыймылдаткыч машина же латынча "perpetum mobile" - бул гипотетикалык машина, ал ага алгачкы импульс бергенден кийин жана андан кийин энергия менен жабдууну талап кылбастан түбөлүк иштей алат.
Термодинамиканын мыйзамдары
Түбөлүк мобилдик болушу мүмкүнбү же мүмкүн эмес экенин түшүнүү үчүн термодинамикалык биринчи эки мыйзамды эстен чыгарбоо керек:
- Термодинамиканын биринчи мыйзамы мындай дейт: "Энергия жаралбайт жана жок кылынбайт, ал ар кандай абалда жана формада гана өтө алат". Башкача айтканда, эгерде берилген системада иш аткарылса же ал тышкы чөйрө менен жылуулук алмашса, анда анын ички энергиясы өзгөрөт.
- Термодинамиканын экинчи мыйзамы. Анын айтымында, «ааламдын энтропиясы убакыттын өтүшү менен өсүү тенденциясына ээ». Бул мыйзам термодинамикалык процесстин өзүнөн өзү жүрүп, кайсы багытта жүрөөрүн көрсөтөт. Мындан тышкары, бул мыйзам энергияны жоготуусуз бир түрдөн экинчи түргө өткөрүү мүмкүн эместигин билдирет.
Биринчи жана экинчи түрдөгү түбөлүк кыймылдаткыч
Perpetuum mobile же латынча perpetuum mobile эки түрдүү болот:
- Биринчи түрдөгү түбөлүк кыймылдаткыч – бул тышкы энергиясыз тынымсыз иштеген жана ошол эле учурда кандайдыр бир иштерди аткарган машина. Башкача айтканда, биринчи түрдөгү perpetum мобилдик термодинамиканын биринчи мыйзамына карама-каршы келет, ошондуктан, демек, биринчи түрдөгү кыймылдаткыч деп аталып калган.
- Экинчи түрдөгү түбөлүк кыймылдаткыч – бул кайра куруу процессинде эч кандай жоготууларсыз, энергиянын бир түрүн экинчисине, мисалы, механикалыктан электрдикке жана тескерисинче, мезгилдүү циклдер менен иштеген ар кандай машина. Башкача айтканда, экинчи түрдөгү түбөлүк кыймылдуу машина (түбөлүк мобилдик) термодинамиканын экинчи мыйзамына карама-каршы келет.
Жашоо мүмкүн эмес
Биринчи түрдөгү түбөлүк кыймылдуу машина обочолонгон системада энергиянын сакталышы жөнүндөгү физиканын негизги мыйзамына карама-каршы келет, ошондуктан ал болушу мүмкүн эмес. Экинчи түрдөгү perpetuum мобилдик телефонуна келсек, бул да мүмкүн эмес, анткени ар кандай иштеп жаткан кыймылдаткычта энергия ар кандай жолдор менен, негизинен жылуулук түрүндө тарайт.
Термодинамиканын мыйзамдары бир нече кылымдар бою жасалган эксперименттер жана эксперименттер менен тастыкталганын жана эч качан бузулбаганын эске алсак, түбөлүк кыймылдаткычтардын бардык долбоорлору жалган деп ишенимдүү айта алабыз. Мындай долбоорлор көп учурда энергиянын түгөнгүс булактары жана башка ишенимдер бар ар кандай диний чөйрөлөрдө пайда болот.
Андан тышкары, ар кандай психикалык"парадокстар", алар белгилүү бир түбөлүк мобилдик телефондордун натыйжалуулугун көрсөтүп турат. Бул жагдайлардын баарында сөз физиканын мыйзамдарын түшүнүүдөгү каталар жөнүндө болуп жатат, андыктан мындай психикалык "парадокстар" үйрөтүүчү болуп саналат.
Түбөлүк кыймылдаткычтарды тарыхый издөө жана алардын адамзаттын өнүгүшү үчүн мааниси
Термодинамиканын мыйзамдары акыры 19-кылымдын экинчи жарымында негизделген. Алардын айтымында, ар бир иштеп жаткан машина энергияны бир абалдан экинчи абалга 100% эффективдүү өткөрө албайт, аны станоктун өзүнө бербестен башка системаларга үзгүлтүксүз энергия берүү жөнүндө айтпаганда да.
Ошого карабастан, тарыхтын жүрүшүндө жана бүгүнкү күнгө чейин көптөгөн адамдар иштеп жаткан түбөлүк кыймылдаткычтардын ар кандай конструкцияларын издеп келишкен жана издешүүдө, аларды «жаштыктын эликсири» менен салыштырууга болот. механика тармагы.
Мындай машиналардын бардык конструкциялары ар кандай салмактарды, бурчтарды, тынымсыз кыймылдап, ал тургай ашыкча көлөмдөгү пайдалуу энергияны түзө турган конкреттүү заттардын физикалык же механикалык касиеттерин колдонууга негизделген. Заманбап жана анын энергияга болгон эбегейсиз муктаждыктары жөнүндө айтсак, адамзаттын өнүгүүсүндө чыныгы революция боло турган түбөлүк мобилдик телефондун маанисин түшүнүүгө болот.
Тарыхка кайрылсак, түбөлүк кыймылдаткычтардын биринчи белгилүү конструкциялары орто кылымдардагы Европада пайда боло баштаган. 8-кылымда Баварияда тиешелүү ойлоп табуу түбөлүк кыймылдаткычтын биринчи модели болуп калды деп эсептелет.кылым.
Орто кылымдардагы түбөлүк кыймылдаткычтардын атактуу конструкциялары
Тилекке каршы, орто кылымдарга чейинки коомдордо түбөлүк мобилдик долбоорлордун бар экендиги жөнүндө эч нерсе белгилүү эмес. Мындай машиналарды байыркы гректер же римдиктер жасаганы тууралуу эч кандай маалымат сакталган эмес.
Адамзатка белгилүү болгон түбөлүк кыймылдаткычтын эң байыркы ойлоп табуусу – сыйкырдуу дөңгөлөк. Бул ойлоп табуунун эч кандай сүрөттөрү сакталбаганы менен, тарыхый жазма булактарда ал 8-кылымда азыркы Бавариянын аймагында Меровинг империясы болгон мезгилге таандык деп айтылат. Бирок, кээ бир тарыхчылар бул машина чындыгында болгон эмес жана ал тууралуу маалыматтын баары легенда экенин айтышат.
Бхаскара өз континентинде орто кылымдардын эң таасирдүү окумуштуусу катары таанылган белгилүү индиялык математик болгон. Анын дифференциалдык теңдемелер боюнча жасаган эмгектери Ньютон менен Лейбництин ушул сыяктуу эмгектеринен 5 кылым мурда болгон. Болжол менен 1150-жылы Бхаскара түбөлүк айланып турган дөңгөлөктү ойлоп тапкан. Тилекке каршы, бул ойлоп табуу эч качан курулган эмес, бирок бул түбөлүк кыймылды түзүү аракеттеринин биринчи шексиз далили.
Европада түбөлүк кыймылдаткычтын биринчи ойлоп табуусу – XIII кылымдагы атактуу француз масон жана архитектор Вильяр де Хоннекурдун унаасы. Анын ойлоп чыгарганы так белгисиз, бирок Виллар де Хоннекурттун күндөлүгүнөн анын түбөлүк мобилдик сүрөтүн табышат.
Флоренциялык легендарлуу инженер жана ойлоп табуучу Леонардо да Винчи дагы бир нече машиналарды - түбөлүк кыймылдаткычтарды жараткан жана бул жагынан ал өз доорунан бир нече кылым алдыда болгон. Бул машиналар, албетте, иштебей калды жана окумуштуу физикада түбөлүк кыймылдаткычтар болушу мүмкүн эмес деген тыянакка келди.
Жаңы доордун түбөлүк кыймылдаткычтары
Заманбап замандын келиши менен түбөлүк кыймылдаткычты ойлоп табуу популярдуу оюнга айланып, көптөгөн ойлоп табуучулар өз убактысын мындай машинаны жасоого коротушкан. Бул биринчи кезекте механиканы өнүктүрүүдөгү ийгиликтерге байланыштуу.
Ошентип, 16-кылымдагы италиялык ойлоп табуучу Марк Зимара дайыма иштеп турган тегирмендин долбоорун түзүп, голландиялык Корнелиус Дреббель бул ойлоп табуулардын бирин англис падышасына арнаган. 1712-жылы инженер Иоганн Бесслер 300дөн ашык ушундай ойлоп табууларды талдап чыгып, өзүнүн түбөлүк мобилдик телефонун түзүүнү чечкен.
Натыйжада, 1775-жылы Париждеги Королдук Илимдер Академиясынын мүчөлөрү түбөлүк кыймылдаткычтын предмети менен байланышкан эч кандай ойлоп табууларды кабыл албай турган жарлык чыгарышкан.
Ойлоо эксперименттери
Теориялык физикада ой эксперименттери көбүнчө физикалык негизги мыйзамдарды текшерүү үчүн колдонулат. Түбөлүк кыймылдаткычтар темасына байланыштуу төмөнкү долбоорлорду айтсак болот:
Максвеллдин жини. Кеп гипотетикалык жин газдардын аралашмасын бөлгөндө термодинамиканын экинчи мыйзамынын бузулушу жөнүндө болуп жатат. Бул ой эксперимент мүмкүндүк беретсистеманын энтропиясынын маңызын түшүнүү
Ричард Фейнмандын жылуулуктун өзгөрүүсү менен иштеген жана түбөлүк иштей турган түбөлүк кыймылдаткычы. Чынында, ал айлана-чөйрөнүн температурасы кыймылдаткычтын өзүнөн жогору болгондо гана иштейт
Түбөлүк кыймылдаткычты түзүү үмүтү акыры өчүп калдыбы?
Түбөлүк иштей турган механизм эч качан ойлоп табылбайт деп так айта албайбыз, анткени адамзат али жашап жаткан Аалам жөнүндө көп нерсени биле элек. Балким экзотикалык материянын бир түрү ачылат, мисалы, космостогу кара зат, алар жөнүндө дээрлик эч нерсе белгисиз. Бул заттын жүрүм-туруму бизди термодинамика мыйзамдарын кайра карап чыгууга мажбур кылышы мүмкүн. Бул мыйзамдар ушунчалык фундаменталдуу болгондуктан, алардын масштабындагы ар кандай өзгөрүү Альберт Эйнштейндин теориясынын Исаак Ньютондун классикалык механикасынын мыйзамдарына жана жалпы эле физиканын өнүгүшүнө тийгизген таасирине окшош болот. Ошондой эле кыймыл-аракети кванттык механика менен башкарылган объекттерде түбөлүк кыймыл болушу мүмкүн.
