понятие

вечный двигатель

Гипотетическое устройство, которое производит энергию бесконечно без внешнего воздействия.
11 статей

Описание

Вечный двигатель — это гипотетическое устройство, которое работает бесконечно без внешнего источника энергии, либо производя больше энергии, чем потребляет (вечный двигатель первого рода), либо идеально преобразуя тепло в работу без потерь (вечный двигатель второго рода). Такие машины нарушают законы термодинамики — в частности, закон сохранения энергии и возрастание энтропии. Несмотря на многовековые попытки, ни один вечный двигатель так и не был создан, и их невозможность является краеугольным камнем современной физики.

История

Идея восходит как минимум к VIII веку в Индии, с такими конструкциями, как уравновешенное колесо. Формальная невозможность была установлена в XIX веке благодаря работам Сади Карно, Рудольфа Клаузиуса и лорда Кельвина, которые сформулировали законы термодинамики. Бюро по патентам и товарным знакам США с 1918 года отказывается рассматривать заявки на вечные двигатели.

Как это работает

Предлагаемые конструкции часто включают хитроумные расположения магнитов, колёс или жидкостей, которые, как кажется, создают самоподдерживающийся цикл. Например, колесо с магнитами может быть устроено так, чтобы само себя тянуть, или капиллярный эффект может использоваться для бесконечного подъёма воды. Однако анализ всегда выявляет скрытые потери энергии — трение, сопротивление воздуха или энергию, необходимую для сброса системы, — которые препятствуют получению чистой энергии. В случае второго рода даже идеальная механическая система не может извлечь тепло из одного резервуара и полностью преобразовать его в работу без более холодного резервуара для сброса энтропии.

Где применяется

Никаких — вечные двигатели невозможны. Однако изучение причин их неработоспособности привело к более глубокому пониманию термодинамики и энергоэффективности, стимулируя исследования тепловых двигателей и холодильных циклов.

Любопытный факт

Бюро по патентам и товарным знакам США требует действующие модели для заявок на вечные двигатели, но ни одна такая модель, которая действительно работала бы, так и не была представлена.

Граф понятий →

Статьи по теме · 11

Игла из воды: как 10 000 агентов заставили уравнения Навье–Стокса взорваться
В 1934 году Жан Лере доказал, что у уравнений Навье–Стокса всегда есть решения «в обобщённом смысле». Остаётся ли решение гладким или может сорваться в сингулярность, он не узнал, и за девяносто лет не узнал никто. В 2000 году Институт Клэя включил вопрос в семь проблем тысячелетия.
Квантовый двигатель против запрета Карно: мощность и КПД без компромисса
В классической термодинамике тепловые машины подобны музыканту-виртуозу на сцене: чем ближе к совершенству исполнения (КПД Карно), тем медленнее темп (мощность).
Экзопланеты2026-06-281 минarXiv:2606.29289экспресс
Размен времени на топливо
Космический буксир с ионным двигателем разгоняется медленно, зато тратит очень мало топлива. Чтобы добраться с одной орбиты на другую, нужно решить непростую задачу: как долго включать двигатель и куда его направлять. Обычно ищут самый быстрый перелёт при заданной массе аппарата. Авторы новой работы перевернули условие: они спрашивают, какой может быть предельная стартовая масса, если время перелёта уже назначено.
Квантовая физика2026-05-191 минarXiv:2605.19917экспресс
Квантовые часы, идущие сами по себе: как две частицы поддерживают вечный ритм
Представьте две квантовые частицы, связанные невидимой нитью — квантовой корреляцией. Одна из них теряет энергию, вторая — ровно столько же набирает, так что общий запас остаётся неизменным. Если наблюдать лишь за первой частицей, её колебания не затухают: ритм остаётся таким же ровным, как у космического пульсара — вращающейся нейтронной звезды, излучающей строго периодические импульсы.
Квантовая физика2026-05-081 минarXiv:2605.07708экспресс
Квантовый мотор, который крутится сам
Водитель крутит руль, чтобы машина повернула. В квантовом мире тоже есть свои «рули» — внешние параметры, которые плавно меняют, чтобы перегнать частицы из одного места в другое. Так устроен насос Таулеса: медленно изменяя условия, можно перекачать строго определённое число частиц, и это число защищено от помех самой геометрией процесса.
Прикладная физика2026-04-181 минarXiv:2605.00017экспресс
Цифровой двойник теплового генератора
Чайник остывает на столе. Тепло уходит в воздух — и пропадает зря. А ведь из него можно было бы выжать немного электричества. Устройства, которые так умеют, называются термомагнитными генераторами. Внутри них нет ни поршней, ни турбин — только материал, который меняет свои магнитные свойства при нагреве и охлаждении.
Гидродинамика2026-03-261 минarXiv:2603.25626экспресс
Тепло само качает воду
Когда серверы в дата-центре работают на полную мощность, они греются, как утюг, оставленный без присмотра. Это тепло уходит в никуда, а на охлаждение тратится ещё больше энергии. Инженеры из Германии предложили пустить это тепло в дело: пусть оно само гонит жидкость по тонким трубкам, без всяких моторов и помп. Их устройство похоже на плоскую коробочку с несимметричным дном.
Прикладная физика2026-03-191 минarXiv:2603.18705экспресс
Жидкий металл в лабиринте
Капля жидкого металла скользит по узкому каналу, как ртуть из разбитого градусника. Ей не нужен мотор — топливом служит химическая реакция с окружающей жидкостью. Но что происходит, когда капля упирается в стенку? Раньше такие машины изучали в открытом пространстве, а в тесных каналах они ведут себя иначе.
Ветер в паруса тепловой машины: как движение обходит предел Карно
Тепловая машина — как парусник: чтобы идти вперёд, ей нужен перепад. Обычно это разница температур между горячим и холодным резервуарами. Но что, если сам резервуар начнёт двигаться? Ветер, дующий в паруса, создаётся не только разностью давлений, но и движением воздушных масс.
Движение как топливо: квантовый двигатель обгоняет Карно
Два кубита — квантовые биты, двухуровневые системы — скользят сквозь горячую и холодную ванны теплового поля. Один движется со скоростью 0,8 скорости света. В этот момент привычная термодинамика даёт трещину: движущийся кубит ощущает температуру иначе, чем покоящийся. Для него холодная ванна может оказаться горячее, а горячая — холоднее.