Болдин Андрей Юрьевич
Вечный Двигатель Первого Рода - на пару
В статье описывается принцип действия и функционирующая конструкция ВДПР, использующего явление испарения воды, капиллярный эффект, гравитационное расслоение лёгкого воздуха с паром и тяжёлого фреона, а также совершение полезной работы собственно задарной силой тяжести.
По ссылке https://disk.yandex.ru/d/ZSEF9Q4M1Ofi0w даны видео ВДПР.
Москва, 2022 г.
Известна игрушка-сувенир «вечный двигатель» Пьющая птичка, рис.1.
Рис. 1.
Однако, рычаг не будет «двигаться вечно» и окончательно перестанет качаться, когда полностью кончится вода в стакане. Т.к. принцип действия основан на захвате из стакана воды носиком птички, на испарении воды с носика при охлаждении его, с последующими фазовыми превращениями и давлениями среды внутри птички, с перераспределением масс среды на плечах рычага. Но для дальнейшего рассмотрения важно отметить, что разбаланс масс приводит к качанию рычага только благодаря действию и полезной работы именно задарной силы тяжести, см. монографию [1].
Для создания подлинного Вечного Двигателя Первого Рода (ВДПР) привлечём ещё несколько задарных сил материального мира: задарная сила электромагнитного взаимодействия электронных оболочек молекул воды с образованием задарной силы поверхностного натяжения; задарная сила электромагнитного взаимодействия электронных оболочек молекул воды с молекулами оснований при смачивании водой с возникновением в том числе задарного капиллярного эффекта, за счёт которого объёмчики воды могут задарно перемещаться вдоль оснований в том числе вверх вопреки силе тяжести.
Рассмотрим промежуточную конструкцию автора на рис.2.
Рис. 2в. Рис. 2г.
В углубление крышки рис.2б наливалась вода. Была найдена текстильная лента, наилучшим образом смачивающаяся водой даже с абсолютно сухого состояния. Возникавший сильный капиллярный эффект достаточно быстро (несколько минут) мог поднять воду по ленте потенциально на 10см вверх. На рис.2в в крышке капиллярный эффект поднимал воду на 1см, двигал воду влево на 3см, через контакт наполнял водой такую же вертикальную ленту на левом плече шарнирного рычага. Баланс рычага был настроен так, что при половинном пропитывании водой левое плечо перевешивало правое с противовесом. После начала падения ленты (и размыкания капиллярной водопередачи) вертикальный отросток на оси рычага смещался влево от оси вращения, своим весом помогая падению ленты до нижнего устойчивого положения на рис.2г.
Вся установка воздушно сообщалась с окружающей атмосферой комнаты. На левом плече рычага вода с ленты испарялась, и лента становилась легче. В какой-то момент правый противовес на рис.2г превосходил ленту, после чего последняя поднималась до устойчивого контакта с лентой в крышке (рис.2в). Лента рычага опять пропитывалась водой, и циклы повторялись снова и снова. Разбаланс рычага преодолевает силы трения и сопротивления, а более того может совершать полезную работу хоть и малую.
Всё происходит автоматически и задаром без подвода энергии: задарный капиллярный эффект перекачивает воду; не абсолютно нулевые колебания атомов воды дают испарение; а задарная сила тяжести (разности весов плеч) обеспечивает движение рычага. Всё бы хорошо, и чем это нам не вечный двигатель? Но загвоздка в том, что в авторской установке рис.2 (как и при «Пьющей птичке» рис.1) расходуется вода из резервуара до полного испарения в окружающий воздух, и до остановки процесса. Правда, если «Пьющая птичка» окунает носик в мировой океан Земли, и аналогично, начало ленты крышки рис.2 погружено в естественный земной водоём – то получится уж точно Вечный Двигатель Второго Рода (ВДВР), где главную движущую роль играет всё же задарная не термодинамическая сила гравитации.
Чтобы вода в крышке рис.2 не испарялась безвозвратно – казалось бы можно попробовать поместить установку в герметичный объём с воздухом. По итогам испарения уровень воды в крышке немного снизится и будет сохраняться из-за насыщенного состояния водяного пара (при влажности воздуха 100%). Такая влажность не помешает капиллярному перетоку воды в лентах рис.2, но возникнет новая проблема: даже после падения ленты в положение рис.2г – будет невозможно облегчающее испарение воды с левого плеча, так что рычаг больше не будет качаться.
Идеальный Вечный Двигатель должен иметь не планетарные масштабы, а быть компактным и герметичным. Одновременно, в нём надо создать внутреннюю область (где будет сохнуть текстильная лента) с существенно меньшей влажностью, в отличие от другой внутренней области 100% влажности. Не отказываясь от идеи изоляции и замкнутости рабочего газового объёма предполагаемого Вечного Двигателя (для сохранности воды в установке) прибегнем к помощи всё той же задарной силы тяжести. Известно, что водяной пар немного легче воздуха стандартной атмосферы. Кроме этого, производятся технические газы почти на порядок тяжелее воздуха. Такие газы поддаются гравитационному вертикальному расслоению до стабильного состояния под действием задарной силы тяжести.
Для изучения эффективности (и применимости для ВДПР) расслоения газов автором была собрана установка рис.3.
Рис. 3.
Каркас (пустотелый цилиндр диаметром 17см и длиной 80см) из пластиковой сетки помещён в герметичный полиэтиленовый рукав, закрытый по торцам. У дна каркаса закреплён механический (бумажно-спиральный) гигрометр-измеритель относительной влажности воздуха. В разных опытах каркас заполнялся нужными веществами.
В качестве тяжёлого газа применялся газообразный C4F8 хладон (фреон) 318Ц, который примерно в 8раз плотнее воздуха (рис.4). Хладон безвреден, но нежелательно вдыхание больших концентраций из-за риска кислородного голодания. Одно из применений хладона – системы газового пожаротушения. Когда было нужно, хладон через шланг (опущенный сверху) подавался ко дну установки рис.3. Хладон со дна кверху вытеснял воздух пока не гасло контрольное пламя у верхнего торца. После этого герметизировался верх полиэтиленового рукава. В целом в разных опытах каркас заполнялся хладоном несколько раз. Всего было израсходовано примерно 300грамм хладона при общем начальном весе баллона рис.4 (измерено напольными электронными весами со шкалой 100грамм) равном 18,900килограмм.
Рис. 4.
Для справки. В ВДПР рассматриваемого типа в качестве тяжёлого газа можно использовать обычный воздух, а лёгким газом могут быть пары спирта и сам жидкий спирт в коробе. Тогда отношение плотностей газов (выше десяти) будет даже больше, чем хладон/воздух=8. К тому же, этиловый спирт доступнее, дешевле, безопаснее, и лучше чем вода испаряется. Но затруднением является измерение относительной концентрации паров спирта в воздухе.
Результаты испытаний
ПЕРВЫЙ опыт проверял «осушающую» способность хладона. Длительно открытая наверху установка рис.3 содержала внутренний воздух такой же влажности 45% как и воздух комнаты. После заполнения каркаса хладоном и герметизации установки наблюдались показания нижнего гигрометра. В течение нескольких минут влажность упала до 30% и продолжала снижаться по причинам: малой смешиваемости остатков воздуха с хладоном, испарения воды с бумажного слоя спирали гигрометра; и из-за поднятия лёгкого водяного пара к верху каркаса. Т.е. посредством тяжёлого хладона достигается положительный эффект локального снижения влажности газов (без прямого поглощения водяного пара специальными гигросорбционными веществами).
ВТОРОЙ опыт проходил без хладона. Выдержанный открытый вверху каркас и комната содержали воздух 45% влажности. Всегда внутри каркаса наверху был закреплен короб для воды, см. рис.5.
Рис. 5а. Рис. 5б.
До этого пустой короб во втором опыте на 1/3 заполнялся водой рис.5б. Затем герметизировался верх установки рис.5а. Начинался процесс испарения воды из короба в воздух 45% влажности внутри каркаса. Измерялась временнАя зависимость влажности воздуха у дна каркаса по нижнему гигрометру (белый вертикальный прибор слева на рис.6).
Рис. 6.
Результаты наблюдений приведены в Таблице.
Час от начала__0___1___2____3____5___7____9____13___19
Влажн. %______45__48__52__53___56__56___57___58___57
____________________________________________________________
Во втором опыте ориентировочно через 5часов наступило стабильное состояние газовой среды воздуха внутри каркаса. Влажность у дна принципиально меньше насыщения водяного пара 100%. Такие 100% примерно через 1час получаются на самом верху каркаса рис.3 на уровне воды в коробе – из-за малых высоты и прилегающего объёма воздуха (аналогичное быстрое появление насыщенного 100% пара всегда происходит в небольших закрытых сосудах при наличии воды, что также наблюдалось автором в случае ведёрка рис.2).
Во втором опыте разница влажности воздуха в каркасе рис.3 от почти 100% наверху до примерно 60% внизу объясняется: увеличением высоты столба воздуха; заметным действием гравитационного расслоения более лёгкого водяного пара с более тяжёлыми газами воздуха; отсутствием конвекции, циркуляции и принудительного перемешивания воздуха в каркасе.
