영구 동기 부여 연구 개발 역사
한 번도 성공하지 못한 첫 번째 영동기.
영동기의 생각은 인도에서 기원했다, 기원 1200 년? 영동기년 전후로 이 아이디어는 인도에서 이슬람 세계로, 그리고 여기서부터 서방으로 전파되었다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 희망명언) 유럽에서는 초기에 가장 유명한 영동기 디자인 중 하나가 Hennecau 라는 프랑스인이 13 세기에 제안한 것이다. 그림: 바퀴의 중앙에는 힌지가 있고, 바퀴의 가장자리에는 12 개의 움직이는 짧은 막대가 있고, 각 짧은 막대의 한쪽 끝에는 철구가 있습니다. 시나리오 디자이너는 오른쪽 볼이 왼쪽 볼보다 축에서 더 멀리 떨어져 있다고 생각하기 때문에 오른쪽 볼은 왼쪽 볼보다 더 많은 회전 모멘트를 생성합니다. 이렇게 하면 바퀴가 화살표가 가리키는 방향으로 끊임없이 회전하여 기계를 움직이게 된다. 이 디자인은 많은 사람들이 다른 형식으로 베꼈지만, 결코 끝없이 뒤집힌 적이 없다. 자세히 분석하면 오른쪽에 있는 각 볼이 생성하는 토크가 크고, 볼 수가 적으며, 왼쪽에 있는 각 볼이 생성하는 토크는 작지만 볼 수가 많다는 것을 알 수 있습니다. 그래서 바퀴는 계속 회전하지 않고, 몇 번만 흔들면 멈춘다.
나중에? 르네상스 이탈리아? 레오나르도 다 V? 영구 동기 inci, 1452- 15 19) 에도 유사한 장치가 내장되어 있습니다. 그는 오른쪽에 있는 중구가 왼쪽에 있는 중구보다 바퀴 중심에서 더 멀리 떨어져 있다고 생각했고, 바퀴는 양쪽 불균형의 작용으로 화살표 방향으로 계속 회전할 것이라고 생각했지만 실험 결과는 부정적이었다.
다빈치는 영동기가 실현될 수 없다고 예리하게 단정했다. 사실, 레버 균형 원리에 따르면, 위의 두 가지 설계에서 오른쪽의 각 저울추는 바퀴에 큰 회전 작용을 하지만, 저울추의 수는 적다. 정확한 계산은 왼쪽과 오른쪽에 있는 무거운 물체가 바퀴에 가해진 반대 방향의 회전 작용 (토크) 이 정확히 동일하고 서로 상쇄되어 바퀴가 균형을 이루고 정지될 수 있도록 항상 적절한 위치가 있다는 것을 증명할 수 있다.
65438+70 년대 이탈리아의 정비사? 스텔은 또한 영동기의 설계 방안을 제시했다. Stell 은 윗물탱크에서 흘러나오는 물이 물차의 회전에 충격을 주고, 물차가 물차를 움직이며, 동시에 기어 세트를 통해 나사펌프를 구동하여 저수지의 물을 다시 윗물탱크로 끌어올렸다고 설계했다. 그는 전체 장치가 계속 이렇게 작동하여 효율적으로 일할 수 있다고 생각한다. 사실, 점점 더 적은 물이 물탱크로 되돌아갔고, 얼마 지나지 않아 물탱크의 물이 모두 아래의 저수지로 흘러들어 터빈이 작동을 멈췄다. 부력도 영동기를 설계하는 좋은 조력자이다. 유명한 부력 영구 동기 설계 방안입니다. 일련의 공은 상하륜에 감겨 체인처럼 회전할 수 있다. 오른쪽의 일부 공은 물이 가득 찬 용기에 놓여 있다. 디자이너는 오른쪽에 물 용기가 없다면 왼쪽과 오른쪽의 공 수가 같으면 체인이 균형을 이룰 것이라고 생각한다. 오른쪽에 있는 이 공들은 물에 잠기고, 물에 떠있을 때 물에 밀려 위아래로 두 바퀴 주위를 돌게 됩니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 오른쪽명언) 수면에 공이 하나 있다. 아래에 공이 하나 있는데, 용기의 밑부분을 통과해 추가된다. 이런 영원? 영동기가 만들어지지 않은 것은 기술적으로 아래 공이 물이 새지 않고 용기 밑부분을 통과하게 하기 어렵기 때문인가요? 기술적 난이도는 주요 문제가 아니라 설계의 원리 문제이다. 아래 공이 용기 밑부분을 통과할 때, 위 물의 압력을 견디고, 용기 밑부분처럼, 물밑에 있기 때문에 스트레스가 크다. 이 하향 압력은 위의 공의 부력을 상쇄하고 유체 동력 기계는 영원히 움직이지 않을 것이다.
게다가, 사람들은 바퀴의 관성을 이용하여 튜브를 만들 것을 제안합니까? 모세작용? 전자기력과 같은 효과적인 동력을 얻을 수 있는 영동기 설계 방안은 예외 없이 모두 실패했다. 사실, 모든 영동기의 디자인에서 우리는 항상 균형 잡힌 위치를 찾을 수 있습니다. 이 위치에서는 힘이 서로 상쇄되어 더 이상 움직이게 할 힘이 없습니다. 모든 영동기는 필연적으로 이 균형 위치에서 멈추고 동력이 없어질 것이다. 고딕 시대부터 이런 디자인이 점점 많아지고 있다. 17 세기와 18 세기에 사람들은' 나선형 펌프', 바퀴의 관성, 물의 부력 또는 모세작용, 동성극 사이의 밀어내기 등을 포함한 다양한 영동기의 설계를 제안했다. 조정에는 이 허무맹랑한 발명으로 돈을 벌려고 하는 여러 가지 방안 디자이너들이 모였다. 학문이 있는 사람과 교육을 받지 않은 사람 모두 영동기가 가능하다고 생각한다. 이 임무는 신기루처럼 연구자들을 끌어들이지만, 이 모든 방안들은 예외 없이 실패로 끝났다. 그들은 같은 장소에서 몇 년을 돌아다녔지만 아무런 결과도 얻지 못했다. 끊임없는 실천과 시도를 통해 사람들은 대외적으로 일하는 어떤 기계도 에너지를 소모한다는 것을 점차 깨달았다. 기계가 에너지를 소모하지 않으면 일을 할 수 없다. 이번에 유명한 과학자 몇 명? 대만어? 호이겐스 등은 기계적인 방법으로 영동기를 만드는 것은 불가능하다는 것을 깨닫기 시작했다.
19 세기 중반, 일련의 과학 종사자들이 열함수 전환과 다른 물질 운동 형식 간의 상호 전환 관계를 정확하게 이해하는 데 큰 기여를 했다. 곧 위대한가? 에너지 보존과 전환의 법칙이 이미 발견되었다. 사람들은 자연의 모든 물질이 에너지를 가지고 있고, 에너지는 여러 가지 형태를 가지고 있으며, 한 형태에서 다른 형태로, 한 물체에서 다른 물체로, 에너지의 합계는 변환과 전송 과정에서 변하지 않는다는 것을 깨달았다. 에너지 보존 변환 법칙은 변증 유물주의에 더 정확하고 풍부한 과학적 근거를 제공한다. 물질운동이 마음대로 창조하고 소멸할 수 있는 유심주의 관점을 강력하게 타격하여 영동기의 꿈을 완전히 깨뜨렸다. 첫 번째 영동기를 만드는 모든 시도가 실패한 후, 어떤 사람들은 또 다른 영동기를 만드는 것을 꿈꾼다. 위반하지 않기를 바라는가? 열역학 제 1 법칙은 경제적이면서도 편리하다. 예를 들어, 이 열기는 해양이나 대기에서 직접 열을 흡수하여 완전히 바꿀 수 있습니까? 기계적으로 일하다. 바다와 대기의 에너지는 무궁무진하기 때문에, 이런 열기는 끝없이 일할 수 있고 영원한 동기이기도 하다. 그러나, 많은 실천 경험을 바탕으로 영국 물리학자? 켈빈은 185 1 에서 물질이 단일 열원에서 열을 흡수하고 다른 영향 없이 유용한 것으로 전환될 수 없다는 새로운 보편적 원리를 제시했다. 이런 식으로, 두 번째 영원한 동기에 대한 생각도 산산조각났다. 끊임없이 등장하는 영동기 설계 방안은 모두 과학의 엄격한 심사와 실천의 무정한 검사에서 실패했다. 1775 년 프랑스 과학원은 "본과대학은 영동기의 모든 디자인을 더 이상 검토하지 않는다" 고 발표했다. 당시 과학계는 오랫동안 축적된 경험에서 영동기를 만들려고 하는 것은 성공의 희망이 없다는 것을 깨달았다. 영구동기의 사상은 인류 역사에서 수백 년 동안 계속되었는데, 이런 사상은 반박되어 과학에 대한 정확한 인식뿐만 아니라 세상에 대한 정확한 인식에도 도움이 된다. 에너지는 허공에서 생성되거나 허공에서 사라질 수 없으며, 한 형태에서 다른 형태로, 또는 한 물체에서 다른 물체로 옮겨질 수 있습니다. 전환과 전송 과정에서 에너지의 합은 변하지 않는다. 이것이 바로 에너지 보존의 법칙이다. 그래서 첫 번째 영동기는 만들어낼 수 없다. 에너지의 전환과 전이는 방향성이 있다. 열이 자발적으로 뜨거운 물체에서 차가운 물체로 옮겨질 수 있지만, 자발적으로 차가운 물체에서 뜨거운 물체로 옮겨져 다른 변화를 일으키지 않기 때문에 두 번째 종류의 영동기는 할 수 없다. 뉴턴의 제 1 법칙에 따르면, 한 물체가 힘에 의지하지 않고 관성으로 끝없는 운동을 할 수 있다고 생각하는 사람들도 있습니까? 균일 직선 운동, 우주 공간에 가서 실험을 하고 싶다. 하지만 당시의 기술로는 허용되지 않았습니다. 뉴턴은 자연계의 두 물체가 서로 끌어당기는 만유인력의 법칙을 제시했습니다. 그래서 이 물체는 오랜 시간 후, 혹은 단지 몇 분 후에 멈춥니다. 영원히 움직이지 않을 수는 없습니다.
많은 사람들이 열심히 노력했지만, 사실은 그들이 예외 없이 모두 실패했다는 것을 증명했다. 영동기는 일종의 환상이며, 영원히 성공하지 못할 것이다. 왜냐하면 그것은 자연계에서 가장 보편적인 법칙 중 하나인 에너지 전환과 보존 법칙을 위반하기 때문이다. 저명한 과학자 다빈치는 일찍이 15 세기에 영원한 동기가 불가능한 관점을 제시했다. 그는 그림과 같이 바퀴 가장자리에 수은이 들어 있는 일련의 컨테이너를 설계했다. 그는 용기에 수은의 움직임이 바퀴를 영원히 돌릴 수 있다고 생각했지만, 자세히 연구한 결과 그는 부정적인 결론을 내렸다. 그는 많은 유사한 디자인 방안에서 영동기의 시도가 실패할 운명이라는 것을 깨달았다. 그는 이렇게 썼습니다. "영원한 운동의 환상가! 너의 탐구는 얼마나 헛수고냐! 아니면? 영원히 동기가 되어 금을 파는 사람이 되라! " 그러나 15 세기 이후 수백 년 동안 영동기를 만드는 활동은 결코 멈추지 않았다.
예를 들어, 17 세기에 마르키스라는 죄수가 영국의 런던탑 아래에 수감되었다. 그는 그림과 같이 회전하는' 영원한 동기' 를 만들었다. 바퀴 직경 4.3 미터, 40 개의 강철 구슬, 각각 무게가 23 킬로그램이며, 스포크 날개 바깥쪽을 따라 움직이며 토크를 증가시킨다. 바퀴가 높은 곳으로 돌면 강철 구슬이 자동으로 중심으로 굴러간다. 그는 영국 왕 찰리 1 세에게 이 장치를 연기한 적이 있다고 한다. 국왕은 매우 기뻐서 그를 사면했다. 사실 이 기계는 관성으로 단기 운동을 유지한다.
소프트 암 영구 동기
19 세기에 누군가가 특별한 메커니즘을 설계했다. 그 팔은 구부릴 수 있다. 팔에 홈이 하나 있는데, 공이 홈을 따라 뻗은 팔 끝으로 굴러가 토크를 증가시켰다. 반대편으로 돌리면 부드러운 팔이 구부러지기 시작하고 피벗을 향해 가까워집니다. 디자이너는 이렇게 하면 기계가 토크를 얻을 수 있다고 생각한다. 그러나, 그는 생각하지 않았습니까? 모멘트 암은 짧아졌지만 저항이 늘어나 주자는 제자리에서 멈출 수밖에 없었다.
아르키메데스 나선형 영구 동기
168/KLOC-0 터빈은 물차를 몰고 일을 할 수 있을 뿐만 아니라 아르키메데스 솔레노이드가 끊임없이 물을 끌어올릴 수 있게 한다. 이렇게 반복하면 가뭄이나 가뭄에 대해 걱정할 필요가 없습니까? 당시 그에게 호응하는 사람들이 많았고 각종 자동터빈이 잇따라 제기돼 열풍이 불었다.
자기력 영동기
약 1570 년, 한 이탈리아 교수 Tesniers 는 영구 동기가 자석의 흡인력으로 실현될 수 있다고 제안했다. 그의 디자인은 그림과 같다. A 는 자석이다. 철구 C 는 자석에 끌려 경사면을 따라 위로 굴러가고, E 에 올라와서 작은 구멍 B 에서 떨어지고, 표면 BFC 를 통해 되돌아와 다시 자석에 끌린다. 이렇게 하면 철구가 나선경로를 따라 계속 움직일 수 있다. 어쩌면 그는 아직 그것을 세우지 않았을까요? 쿨롱의 법칙은 전기장력의 크기가 거리의 제곱에 반비례한다는 것을 모른다. 많이 생각해 보면, 그것의 터무니없는 것을 한눈에 알 수 있다.
비슷한 예가 많이 남아 있으니 여기서는 군더더기를 하지 않겠습니다. 몇 가지 이름만 열거하면 이런 헛된 활동이 얼마나 광범위하고 매력적인지 충분히 설명할 수 있다.
예: 표면 장력 영구 동기, 부력 영구 동기, 영구 영구 영구 동기, 자동 자동차, 자동 세탁기 등. 어떤 사람들은 영원한 동기를 만드는 것에 열중하고 있지만, 과학자들은 기초 역학 이론의 연구에서 자연의 객관적인 법칙을 점차 인식하고 있다.
다빈치 이후 스티븐은 1568 에서' 정역학 기초' 라는 책을 한 권 썼는데, 그 중 경사면에서의 힘의 분해를 논의할 때 영구동기로 실현할 수 없는 관점을 분명히 제시했다. 그가 사용한 삽화는 책의 속표지에 그려져 있는데, 그림 위에는 "마술은 마술이 아니다" 라고 적혀 있다. 14 개의 등중량의 작은 공을 균일하게 스레드를 통과하여 끝에서 끝까지 연결된 구 체인을 형성하여 경사면에 놓습니다. 그는 사슬의' 끝없는 운동은 터무니없다' 고 생각하여 양쪽이 균형을 이루어야 한다.
1775 년에 프랑스 과학자들은 영구 동기 시도를 거부하는 결의안을 정중히 통과시켰다. 프랑스 과학원사' 라는 책에서는 "올해 과학원은 입방체, 뿔 3 등분, 동그란 면적과 같은 정사각형, 영원한 운동을 보여주는 모든 기계에 대한 답변을 거부하기로 한 결의안을 통과시켰다" 고 기술했다.
이어 "영동기의 건설은 절대 불가능하다. 중간의 마찰과 저항이 결국 원래의 동력을 파괴하지 않더라도, 이 동력은 원인과 같은 효과를 낼 수 없다" 고 설명했다. 만약 우리가 동력이 연속적으로 일할 수 있다고 상상한다면, 일정 기간 동안 효과는 무한히 작을 것이다. 마찰력과 저항이 감소하면 초기 모션이 계속되지만 다른 오브젝트와 상호 작용할 수는 없습니다. 이런 가정 하에서 (자연은 존재할 수 없다), 유일하게 가능한 영원한 운동은 영동기 건설자의 목적을 실현하는 데 도움이 되지 않을 것이다. 이러한 연구의 단점은 한 가정을 파괴할 뿐만 아니라 대중에게 많은 서비스를 제공할 수 있었던 기술자들이 도구, 시간, 지능을 낭비하는 경우가 많다는 것입니다. 그러나 프랑스 과학원의 명확한 경고에도 불구하고 영동기를 창출하는 활동은 아직 수렴되지 않았다.
19 세기 중엽에는 에너지 보존 법칙이 확립되었다.
186 1 년, 한 영국 엔지니어 델크스가 대량의 자료를 수집하여' 17 과 18 세기의 영구동기' 라는 책을 썼다 그러나, 델크스의' 경고어' 는 영동기가 계속 범람하는 것을 막지 못했다.
19 년 말 미국 펜실베이니아 주 일부 사람들은 시계추 망치 대신 자석을 사용하려고 시도했고, 태엽 대신 자력을 사용하려 했으나 태엽이 없어도 자동으로 흔들릴 수 있다고 생각하여 헛수고를 했다. 20 세기에는 더 복잡하고 그럴듯한 디자인이 제시되었다. 예를 들어, 어떤 사람들은 자동자동차를 발명하고, 어떤 사람들은 자동세탁기를 만들고, 어떤 사람들은 수중의 분자중력을 이용하여 자동펌프를 만들고, 어떤 사람들은 단순히 영자석으로 발전기를 만들고 싶어한다. 특히' 에너지 위기' 의 자극으로 이런 활동이 점점 더 많아지고 있다. 또 다른 영원한 동기는 종종 제기되어 사람을 곤혹스럽게 한다. 예를 들어 19 의 80 년대에 미국 워싱턴의 발명가 Gammy 는 액체 암모니아를 공질로 사용하여 주변 환경의 열을 흡수하고 암모니아는 액체에서 기체로 변하며 0 C 에서 4 개의 기압 압력을 발생시켜 피스톤을 추진할 수 있다. 이렇게 되면 연료를 쓸 필요가 없다. 그는 암모니아가 피스톤을 구동한 후 팽창하여 냉각되고 용기 안에서 자동으로 응축되어 순환할 수 있다고 더 설명했다. 188 1 년, 그의 디자인은 미 해군 총엔지니어의 지지를 받아 정부로부터 칭찬을 받았다. 당시 미국 대통령조차도 디자인 모형을 흥미진진하게 관람했다. 그들은 만약 이런 엔진이 정말 성공한다면 미국 함대는 석탄을 넣을 필요가 없고, 바다로부터 무궁무진한 열을 얻을 수 있을 것이라고 생각할지도 모른다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 성공명언) 하지만 과학적 분석만 해도 Gammy 의 디자인은 단일 열원 열기기에 속하며 열역학 제 2 법칙을 위반한 것이 두 번째 불가능한 영동기라는 것을 알 수 있다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 영원한 동기의 발명이 인류에게 유익하다면, 그것은 사람들이 에너지 변환, 보존 등 자연의 법칙에 어긋나는 모든' 창조' 가 실패할 운명이라는 교훈을 얻을 수 있다는 것이다.
영동기의 불가능에 대해서는 네덜란드 물리학자 스티븐도 언급해야 한다. 16 세기 전, 정역학에서 사람들은 추구만 처리했나요? 평행력계의 합력과 균형, 그리고 한 힘을 평행력계로 분해하는 문제는 아직 처리되지 않을까요? 교차력계의 균형 문제. 이런 종류의 문제를 해결하기 위해서, 사람들은 그것을 세 가지 교환을 해결하는 것으로 귀결합니까? 힘의 균형. 이 문제는 교묘한 변론을 통해 해결되었다. 비대칭 직립 (무마찰) 쐐기에 균일한 체인 ABC 를 놓으면 체인은 두 접촉면의 반작용력과 자체 중력을 받게 됩니다. 마침 세 가닥의 합류의 힘이다. 체인이 여기서 미끄러지나요? 그렇다면 어느 길로 갈까요? 스티븐은 쐐기를 공중에 주차하고 CDA 로 바닥에 체인을 연결하여 닫는 것을 상상했다. 마지막 문제가 해결되었다. 바닥에 매달린 체인은 스스로 균형을 이룬다. 상단 체인으로 매달린 부품을 연결하다. 스티븐은 이렇게 말합니다. "쐐기에 있는 사슬이 불균형하다고 생각한다면, 나는 영원한 동기를 만들 수 있습니다." 사실, 체인이 미끄러지면, 폐쇄된 체인을 밀어서 영원히 미끄러지게 됩니다. 이것은 분명히 터무니없는 것이다, 대답은 분명히 사슬이 움직이지 않는 것이다. 그래서 그는 보수를 받았습니까? 삼력 균형의 조건. 그는 이 증명서가 훌륭하다고 생각하여 자신의 책' 수학의 기억' 의 속표지에 올려놓았고, 동료들은 그것을 자신의 묘비에 새겨 경의를 표했다. 교차력계 균형 문제의 해결도 정역학의 성숙을 상징한다.
영동기가 불가능하다는 것을 의식함에 따라, 일부 국가들은 영동기에 제한을 가했다. 예를 들어, 1775 에서 프랑스 과학원은 영동기에 관한 통신을 발표하지 않기로 결정했다. 19 17 년, 미국 특허국은 영동기의 특허 신청을 접수하지 않기로 결정했다. 그럼에도 불구하고, 영동기의 발명자는 여전히 끊임없이 전진하며 완강하게 분투하고 있다. 영국 특허국 보좌관 F. Charlesworth 에 따르면 영국 영동기의 첫 특허는 1635 라고 한다. 영국 특허국은 16 17 과 1903 사이에 약 600 건의 영구동기 특허 신청을 받았다. 여기에는 중력 원리를 이용하는 영동기의 특허 출원은 포함되지 않는다. 하지만 미국에서는 19 17 이후에도 많은 영동기안이 잠시 현기를 보지 못하고 특허청에 접수됐다.