Tallinna
Mustamäe Gümnaasium
Soojusmasin.
Igiliikur Koostaja:
Tiina Ree
Juhendaja :
Kai
Rohtla Tallinn
2009
Sisukord
1.
Soojusmasinad ja nende
kasutamine................................................................3
1.1.
Soojusmasinad...............................................................................................3
1.2.
Aurumasin .......................................................................................................3
1.3.
Sisepõlemismootor.........................................................................................5
1.4.
Gaasiturbiin ....................................................................................................7
1.5.
Soojusmasina
kasutegur................................................................................8
1.6.
.
Kokkuvõtteks..............................................................................................10
2.
Igiliikur..............................................................................................................11
2.1.
Jõumomendimootorid...................................................................................11
2.2.
Hüdraulika ja
pneumaatika ..........................................................................13
2.3.
Ideede
tulv...................................................................................................14
2.4.
Petised........................................................................................................15
2.5. Igiliikur on oma ajastu
nägu.........................................................................16
3
.Kasutatud
kirjandus........................................................................................17
1. Soojusmasinad ja nende
kasutamine
1.1. SoojusmasinadSoojusmasinad on
masinad , mille
ülesandeks on muuta
soojusenergia mehaaniliseks tööks. Tänapäeval
võib neid kohata kõikjal meie ümber ning igas eluvaldkonnas:
tööstuses, põllumajanduses ja
transpordis . Nad teevad inimeste
eest ära palju tööd ja nad hoiavad kokku meie aega. Samuti teevad
soojusmasinad ära palju rohkem tööd kui ükski inimene seda
suudaks. Energiat saadakse põhiliselt kivisöe,
nafta ja gaasi
põletamisel. Umbes 90% maailma energiatoodangust saadakse sellel
teel.
Kütuse
siseenergia muutmine
mehaaniliseks energiaks on tänapäeval üks masinate põhilisi
ülesandeid. Mehaanilist energiat võib aga kasutada mitmetel teistel
eesmärkidel, näiteks muudetakse seda elektrienergiaks
elektrijaamades, kus kasutatakse kütust näiteks turbiinide
ringiajamiseks.
Soojusmasinad on tähtsal kohal meie
ühiskonnas. Aja möödudes on see tähtsus kasvanud. Tänapäeval
oleks raske ette kujutada elu ilma soojusmasinateta, mis aitavad
inimesel luua ühiskonda.
1.2. AurumasinJuba
sajandeid tagasi märkasid inimesed auru väljumist anumast.
Nutikamad hakkasid mõtlema selle üle, kuidas seda ära kasutada.18.
saj. lõpus, kui arenev tööstus hakkas nõudma suurel hulgal
mehaanilist energiat,
leiutati paljudes vee- ja tuuleenergiat mitte
omavates kohtades auru jõul töötavaid seadmeid. Need niinimetatud
atmosfäärimasinad koosnesid tavaliselt
silindrist , milles keeva vee
aur tõstis üles raske kolvi. Kolvi jõudmisel silindri külgseinas
oleva avani väljus aur atmosfääri ning
kolb langes alla. Sellised
masinad tulid edukalt toime vee pumpamise või raskuste tõstmisega,
kuid ei suutnud anda tööstusmasinatele vajalikku stabiilse
kiirusega pöörlemist.1698 aastal konstrueeris Suurbritannias T.
Savery kaevanduste tarbeks aurukäitusega, imeva, kolvita veepumba,
nn. kaevuri sõbra.1705 ehitas T. Newcomen veepumba käitamiseks
ühepoolselt töötava kolviga atmosfääri
aurumasina , mida kasutati
laiemalt ka kaevandustes.
1765 ehitas I. Polzunov metallisulatusahju,
lõõtsa käitamiseks kahe kordamööda töötava silindriga
atmosfääriaurumasina. Siiski vajati enamat. Probleemi lahendas
inglise
leidur J.
Watt , kes valmistas kuulsa aurumasina 1782. aastal.
Tema mõte seisnes selles, et anumal, kus keeks vesi, oleks vaid üks
väljapääs aurule. Rõhu suurenemise tagajärjel paneks aur liikuma
mingi keha edasi-tagasi. Siis saaks selle keha panna tegema tööd
mingil kindlal eesmärgil.
Watti aurumasina koostises oli
kaanega veeanum, mida sai kütta ning
kaanega sulgeda. Küttekatlast väljus toru, mida hakati nimetama
silindriks. Selles paiknes kolb.
Lisaks neile osadele oli ka veel suur
korsten , mille kaudu juhiti välja juba kasutatud aur.
Aurukatlast tulev aur suundub
aurukatla silindrisse, kus ta paisudes paneb kolvi liikuma.
Tagasikäigul
surub kolb heitauru silindrist väliskeskkonda. Kolvi
edasi-tagasi liikumise muudab väntmehhanism väntvõlli
pöördliikumiseks. Väntvõlli pöörlemist ühtlustab
hooratas .
Siiberaurujaotusega aurumasinas korraldab auru sisse- ja väljalaset
siiber, mis saab kolvi liikumisega seostatud liikumise väntvõllilt;
klappidega aurumasinas teevad seda klapid, mida käitab jaotusvõll.
Otsevooluaurumasinas
laseb auru silindrisse siiber. Aur väljub
silindri keskel olevatest
avadest .
Aurumasina kasutuselevõtt oli
majanduse kiire arengu üks trumpe (
esmalt Suurbritannias, hiljem
mujal). Ainsa jõumasinana püsis ta veonduses ja tööstuses kogu
19. sajandi.
Kütusena kasutati aurumasinates
peamiselt
tahkeid aineid, sest vedelkütused olid sel ajal
suhteliselt tundmatud. Tahket kütust kulus palju ning sõidukitel
oli tarvis tihti peatusi teha, et kütet juurde võtta. Kuna
ühiskonna vajadused kasvasid ning oli vaja kiiremini läbida
pikemaid vahemaid ning teha rohkem tööd, püüti leida
energiatootmisviise, mis oleks energiarikkamad teatud koguse kütte
kohta. See viiski edasi vedelkütuste, nafta ja bensiini,
kasutuselevõtmiseni. Tänapäeval töötab enamus soojusmasinaid
nende kütustega, sest neid on lihtsalt parem kasutada. Pole ju enam
kusagil näha aurukatlaga ronge, kus katlakütja pidevalt “tule all
hoiab”.[3]
1.3. SisepõlemismootorHiljem hakati kasutama vedelkütusega
mootoreid, mida võib ka nimetada soojusmasinateks. Selliseid
mootoreid nimetatakse ka sisepõlemismootoriteks
.
Need on
mootorid , mis on kõikidel kaasaegsetel autodel,
mootorratastel,
traktoritel . Kui iidsel aurumasinal olid küttekolle
ning sellega ühendatud veeanum väljaspool mootorit, siis
sisepõlemismootoril veeanum puudub ning kütust põletatakse
mootoris. Selline mootor võtab palju vähem ruumi! Kütus siseneb
sisepõlemismootori silindrisse portsude kaupa ning üks ports
põletatakse kohe väikese plahvatusega ära. Plahvatuse tagajärjel
eraldub silindrisse soojusenergiat, mille tulemusel seal olev
gaas paisub . Paisunud gaas aga liigutab kolbi ning mootor käivitub. Neis
masinates toimuvad soojusenergia
ülekanded, mis panevad
mootori liikuma. Kuid kunagi ei toimu energia ülekanded ilma
kadudeta. Osa kütuste põlemisel eraldunud soojusenergiast läheb
kogu süsteemi soojendamiseks. Kui
istud autosse külma talveilmaga,
on auto peaaegu sama külm kui väljaski. Kui aga auto mootor on
veidi aega töötanud, soojeneb auto nii väljast kui ka seest.
Aknal, auto katusel ja esiosal olev jää sulab ning soojemaks muutub
ka
salong .
Sisepõlemismootorites hakati kasutama
neljataktilist töötsüklit. Esimest
takti nimetati sisseimemistaktiks. Siis
sulgub väljalaskeklapp ja
avaneb sisseimemistakt.
Imetakse sisse õhku natuke madalamal
atmosfäärirõhust. Sisselasketakti käigus suureneb ruumala ning
rõhk väheneb. Teiseks taktiks võiks nimetada survetakti. Selle
käigus liigub kolb üles, ruumala väheneb, rõhk suureneb ning
küttesegu (õhuga segunenud kütus) surutakse kokku.
Kolmandaks taktiks võiks lugeda töötakti ehk põlemistakti.Suurenenud rõhu
toimel tekib
plahvatus . Plahvatuse hetkel on kolb ülemises asendis.
Plahvatuse käigus tekib kõrge rõhk. Kolb liigub plahvatuse mõjul
alla.
Seejärel
avatakse väljalaskeklapp.Gaasid pääsevad välja, kolb asub
silindri alumises punktis.Väljalasketakti käigus liigub kolb üles
ning ta surub gaasi atmosfäärirõhul silindrist välja.
Selle idee kasutas ära saksa leidur
Nikolaus Otto, kes ehitas 1878. aastal esimese gaasil töötava
neljataktilise sisepõlemismootori. Otto mootori kasutegur ulatus
22%-ni, ületas selles osas isegi kõiki seni kasutatud mootoritüüpe.
Naftatööstuse areng XIX sajandi
lõpul tõi endaga kaasa uute kütuseliikide- bensiini ja petrooleumi
kasutuselevõtu. Et kütus bensiinimootoris täielikult põleks,
segatakse see enne silindrisse juhtimist õhuga. Selleks kasutatakse
erilist segistit - karburaatorit. Õhu ja bensiini segu nimetatakse
kütteseguks.
Et kütus täielikult põleks, peab 1
kg bensiini kohta tulema vähemalt 15 kg õhku. Seega on
sisepõlemismootoris töötavaks kehaks tegelikult õhk, mitte aga
bensiiniaur. Erinevalt aurumasinast kulutatakse siin kütust gaasi
soojendamiseks, mitte aga vedeliku aurustamiseks. Tõsi küll, õhu
soojenemise kõrval muutub siin ka osaliselt õhu koostis: hapniku
molekulide asemel tekib süsihappegaasi ja veeauru molekule.
Lämmastik, mida on ¾ õhu
koostisest, ainult kuumutatakse. Küttesegu silindris süüdatakse
küünlast tekkiva sädemega. Surveastmest sõltub kütuse põlemise
täielikkus.
Surveastmest sõltub ka mootori
kasutegur. Kõrgema
surveastme korral on küttesegu algtemperatuur
survetakti lõpu poole kõrgem. Seetõttu on põlemine täielikum.
Karburaatormootorites ei ole võimalik
tõsta surveastet üle 8-9.Seda takistab küttesegu isesüttimine
enne kolvi jõudmist. Isesüttimine on mootorile kahjulik ning
vähendab selle kasutegurit ja võimsust. Kõrge surveastme
saavutamiseks on
suurendatud kolvi liikumiskiirust(5000-6000 p/min)
ning hakati kasutama vastavaid bensiinilisandeid.
Karburaatormootoreid kasutatakse enamasti autotranspordis, tänapäeval
on ta igapäevaelus väga vajalik.[1]
1.4. GaasiturbiinÜha laialdasemalt hakatakse tänapäeva
transpordis kasutama gaasiturbiine. See seade koosneb
õhukompressorist, põlemiskambrist ja gaasiturbiinist. Ühele
võllile kinnitatud
rootor ja liikumatu juhtaparaat on kompressori
põhiosad. Turbiin on see, mis paneb rootori pöörlema.
Rootorilabade kuju on selline, et nende liikumisel õhk kompressori
ees
alaneb ja selle taga suureneb. Mitmeastmelise kompressori
läbinuna väljub õhk umbes 6 korda
suuremal rõhul. Õhu
temperatuur tõuseb selle protsessi käigus üle 2000
C . Kokkusurutud õhk läheb põlemiskambrisse, kuhu juhitakse ka
kütust- petrooleumi või masuuti. Kütuse põlemisel kuumeneb õhk
20000
C piirimaile.
Õhk kuumeneb jääval rõhul. Õhk paisub ja tema
liikumiskiirus suureneb.
Suure kiirusega liikuv õhk annab ära
oma kineetilise energia
turbiini rootori. Osa sellest energiast kulub
kompressori käitamiseks, teine osa läheb aga vajaliku keha
töölepanemiseks (autorattad, lennukipropeller). Seda saab ära
kasutada ka reaktiivmootorina. Turbiinist suurel kiirusel
väljapaiskuvad gaasid tekitavad reaktiivveojõu, mis paneb peamiselt
liikuma lennukid.
1.5. Soojusmasina kasutegurKasutegur näitab, kui palju kogu
tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks. Selle käigus
võrreldakse kütuse põlemise käigus vabanenud soojust ja kasulikku
tööd. “Kahjulik”
soojus on see, mis tuleb anda masinale
mehaanilise töö saamiseks. Kasuteguri arvutamiseks on valem:
h =Q1-Q2/Q1*100
%
kus Q1
on tsüklis soojendilt saadud
soojushulk ja Q2
on jahutile antud soojushulk. Selge on see, et kasutegur on väiksem
kui 100 %. Reaalsete soojusmasinate
kasutegurid jäävad tugevasti
alla 100%.Ideaalse soojusmasina tsükli järgi saaks kasutegureid
viia küllaltki kõrgele. Kui kasutada jahutina välistemperatuuri
300 K ja soojendina gaasi plahvatust silindris rõhul mõnikümmend
atmosfääri, temperatuur on 3000 K, ei saa kasutegurit viia üle
90%.Maksimaalseks kasuteguriks loetakse ka 62%.Reaalses elus seisavad
sellele masinale vastu kõiksugu jõud: hõõrdejõud, soojuskaod
jne.
Soojusmasina kasutegurid
Watti aurumasin
3-4%
Kolbaurumasin 19. saj. lõpul
12%
Mitmesilindrilised aurumasinad
18%
Gaasiturbiin
20-30%
Sisepõlemismootor
25-34%
Kõrgsurve
auruturbiin 30-40%
sisepõlemismootorid, diiselmootorid
35-45%
Soojusmasinad kui keskkonnasaastajad
Kuna aeg areneb edasi ning inimestel
on vaja rahuldada üha enam vajadusi. Sellele mõjuvad soodustavalt
energeetika pidev areng, gaasi, nafta ja kivisöe tarbimise kasv.
Kuna tänapäeval on neid kütuseid tarbivaid soojusmasinaid
kasutusel väga palju, siis hakkab see kahjulikult mõjuma ka
keskkonnale. Meie planeedi looduse kaitsmine on suhteliselt raske.
Ning neid kahjustavaid faktoreid on mitmeid.
Esiteks võiks ära märkida
õhuhapniku vähenemise atmosfääris, mis on tingitud nende kütuste
põletamisega. Sellest tulenevalt väheneb O2
pidevalt. Praegu on seda
ligi 21 % mahu järgi.
Teiseks eraldub kütuse põlemisel
süsihappegaasi. See põhjustab kasvuhooneefekti.Selle tõttu peaks
Maa keskmine temperatuur tõusma, sest õhu CO2
sisaldus kasvab. 1900.
aastal oli õhus 0,029% CO2,
tänaseks on see näitaja jõudnud 0,032%.
Õhus sisalduv CO2
täidab teatud
filtri ja ekraani ülesannet. Päikese lühilaineline
valguskiirgus läbib teda, kuid Maal tekkinud pikalaineline
soojuskiirgus neeldub temas ja ei pääse kosmosesse tagasi.
Kasvuhooneefekti tõttu peaks Maa keskmine temperatuur tõusma, sest
süsinikdioksiidi molekulid
neelavad infrapunakiirgust.
Mõnede teadlaste andmetel suureneb
CO2
sisaldus globaalselt igal aastal umbes 0,4% võrra. Nii võib 21.
sajandi algusaastail tekkida häireseisund, sest soojenemisel sulaks
polaaralade jää ja tõuseks maailmamere tase, mis põhjustaks
ülemaailmse
veeuputuse . Hinnangud on väga erinevad: vene
akadeemik F. Daviteja eeldab veetõusu 70 m võrra,
Moskva ülikooli teadlased
prognoosisid 1990. aastal, et aastaks 2030 tõuseb õhutemperatuur
0,6 kuni 1,5 kraadi võrra ja veetase kerkib vaid 35 cm; ülemaailmsel
klimatoloogide konverentsil eeldati, et temperatuuri tõus on 1,5
kuni 3 kraadi ja maailmamere veetase tõuseb 4 kuni 8 m võrra.
Kolmandaks saastub atmosfäär söe ja
nafta põlemisel inimestele kahjulike lämmastiku- ja
väävliühenditega.Eriti suur on saastatud suurlinnade ja
tööstuspiirkondades.
Lisaks neile on kahjulik bensiini
põlemisel eralduvad mürgised pliiühendid.
Iga aasta lendub seda ühendit
atmosfääri ligi 2-3 tonni. Pliid lisatakse bensiinile plahvatusliku
põlemise vältimiseks.
Nagu
selgub , on tänapäevased
soojusmasinad suured keskkonnasaastajad, kuna nende tarbitavas
kütuses on palju kahjulikke ühendeid, mis põlemisel eralduvad.
Kõige parem oleks keskkonnasaastatust vähendada minnes üle
diiselmootoritele, sest diiselküte ei sisalda mürgiseid
pliiühendeid.[2]
1.6. KokkuvõtteksSoojusmasinatel on tänapäeva
ühiskonnas küllaltki tähtis koht. Paljudel inimestel on kodus
autod, mis töötavad bensiini- või diiselmootoritega.
Transpordi-vahenditel on mootorid, mis peaksid võtma võimalikult
vähe kütet. Elektri tootmine on seotud soojusmasinatega.
Soojusmasinad on ka põhilised
keskkonnasaastajad. Kütuse põletamisel eraldub palju kahjulikke
ühendeid. Kuid siiski kasutavad inimesed soojusmasinaid üha rohkem,
sest ilma nendeta on elu raske ette kujutada. Nad teevad inimeste
eest ära märkimisväärselt palju tööd.
2. IgiliikurJumalamauiduenergiat kasutav
igiliikur
perpetuum mobile
on füüsikaseadusi eirav
utoopia . Ometi on ammustest aegadest
loendamatud helged ja vähemhelged pead nuputanud igiliikuri loomise
kallal ja ehitanud vastavaid seadmeid – puhuti üsna primitiivseid,
siis jällegi üpris keerukaid. Kuid kõigi nende ühisomadusteks oli
ja jäi see, et nad ei liikunud. Vähemalt mitte
igavesti .
Perpetuum
mobile oli ja jääbki
kättesaamatuks luuluks.
Euroopasse saabus niisuguse masina
idee 12. sajandiks
Indiast Araabia kaudu. Nendel
aegadel , nagu
hiljemgi, vajati mitte ainult niisutussüsteemi , vaid ka
mitmesuguste käsitöömasinate käitamiseks palju energiat. Käiade
veskikivide jm ringiajamiseks kasutati vesirattaid, inimestega
jooksurattaid või veeloomadega karusselle, isegi maa all,
kaevandustes. Saadud energia siirati puidust hammasrataste süsteemi
kaudu kas veskikivi või veesüsteemi käitamiseks.
Peibutava ideega luua igavesti liikuv
masin haardusid koguni nii targad mõtlejad nagu renessansiajastu
geenius Leonardo da Vinci, kelle eskiiside hulgas leidub igiliikuri
kirjeldusi.
Jacopo de Strada ehitas
1580 . aasta paiku süsteemi
vesirattast ja pumbast – vähemalt paberil.
Kuulus
matemaatik Johann Bernoulli
tegelaes kahe erineva tihedusega vedeliku tilkadega, lootes selle
kombel leida tehnilise võimaluse igiliikuri loomiseks. Ühe sõnaga
see, mis pole saavutatav, veetleb alati kõige enam.
Äpardumiste üle hakkas tõsisemalt
mõtisklema keegi tohter Julius Robert Mayer Heilbronnist Saksamaal.
Temagi ihaldas luua igiliikuri, kuid jõudis selle kõrval
vastupidise tõdemuseni, nimelt energia jäävuse seaduse
formuleerimiseni: suletud süsteemis ei saa energiat kaduma minna,
kuid ka eimillestki tekkida.
2.1. JõumomendimootoridPraegu arvatakse, et igiliikuri idee
on pärit keskaja Idamaadest, mitte aga antiikmaailmast, nagu seda
sageli väidetakse. 12. sajandil kirjutas india
astronoom ja
matemaatik Bhasakara: „See masin käib ringi suure jõuga, sest
elavhõbe on ühelt poolt pöörlemisteljele lähemal kui seiselt
poolt.“ Ilmselt pakkus temagi ainult ideed, seda ise katsetamata:
pöörteljel asetses radiaalsete torudega ketas. Leiduri arvates pidi
kogu kupatus igavesti pöörlema.
Keskaja
konstruktsioonid tegelesid
mõistagi tehnikamõtte toonasele tasemele vastava igiliikuritega.
Pöörlevad kettad varustati otsekui Bhaskara eeskujul edasi-tagasi
nõtkuvate kangide või pöördteljele lähenevate ja sellest
eemalduvate kuulikestega, loomaks järjepidevalt taastuva
tasakaalutuse: vihtidega vasarkangid, kuulikesed või elavhõbe
asetuksid ratta pöörlemisel
teljest kord kaugemale, kord lähemale
ning annaksid ratta ühel ja teisel küljel otsekui erineva
jõumomendi. Aga kahe silma vahele jäi tõik, et teljest kaugemale
asetub kuulikesi või vihte vähem kui jääb selle lähedale ja
mehhanism seisab igal hetkel tasakaalus.
Sellesama põhimõtte versioonid
läbivad
visalt tervet tehnika ajalugu. Villard de Honnecourt
kirjeldabki 1235. aastal Õhtumaade nähtavasti esimest
igiliikurit selliselt: „Mõnigi kord on meistrimehed nuputanud, kuidas saaks
ehitada ratast, mis iseenesest pöörleb. Aga siin on üks selline,
mida saab teha paaritu arvu vasarate või elavhõbeda abil. Seibile
kinnitatud vihtide asendi järjepidev muutumine peaks seda pidevalt
pöörama.“
Pakuti ka torusüsteeme, milles
ringlev vedelik pidi ainult leidurile enesele teadaoleval viisil
eimillestki energioat tootma. Schotti raamatus „Technica curiosa“
aastast 1664 kirjeldatakse kõrvuti nende aegade kõige
põhjapanevamate tõsimeelsete füüsikaseadustega ka igiliikureid.
Samas mööndab autor, et „ mitte kõik säherdused masinavärgid
ei tarvitse funktsioneerida“, kuid esitleb samas Johann Joachim
Becheri kohutavalt keerukat konstruktsiooni. Mainzi kuurvürstt
laskis selle jaoks isegi ehitada torni, mille ajanäitaja pidi
töötama just igiliikuri jõul, vajamata pommide vinnasttamist.
Raamatu „Hypomnemata mathematica“
tiitellehel (1586,
autoriks hollandi matemaatik Simon Stevin)
ilutsevad ebalevad sõnad, mida saaks tõlkida umbes nii: “
Imed ,
kuid ka mitte imed“. Muide tollesamas üllitises kasutati esimesena
jõudude parallelogrammi mõistet. Vaatamata niisugusele kainele
tõdemusele
tutvustas seesama kirjutis omapärast igiliikurisüsteemi
kahest, erineva kaldega pinnast ja kuulikeste
ahelast . Autor oli
veendunud, et nii tekib peatumatu
ringlemine vähem langus kaldpinna
suunas, sest sinna asetub kuulikesi rohkem. Paraku on siin taas tegu
ilmselge staatilise tasakaalu .
2.2. Hüdraulika ja pneumaatikaVäga levinud olid hüdraulilised
igiliikurid, millega pumbati – näiteks
Archimedese kruvi abil –
vett kõrgemale asuvasse paaki, kust see voolas vesiratta labadele,
mis pidi omakorda käivitama mitte ainult pumba, vaid näiteks ka
käiakivi. Selles
loos taasesitataval vaselõikel on Jacopo de Strada
sellekohane visant aastast 1580.
Napilt 200 aastat hiljem jõudis
Prantsuse Akadeemia äratundmiseni, et enam ei tuleks ilgiliikuri
leiduritega vaeva näha.
Hüdraatilistelst igiliikuritest
pakuti sageli vedelikust kõrgemate kuulikestega U-toru. Oodati, et
tekkiv „ebasümmeetria“ paneb seadme pidevalt pöörlema:
kuulikesed kerkivad vasakul üleslükkest ja satuvad rootori
labadele, et siis teise harusse
kukkuda . Isee sai tuge sellest, et
paremale koguneb
kuule rohkem ja nende raskus peaks alumise
ilusasti-kenasti vasakusse harusse
suruma . Kõik hakkavar muidugi
lõpuni korduma ja rootor vurinal pöörlema, suured kuulid annaksid
ka suure jõu. Tegelikult ilmub
siingi staatiline tasakaal ja mingit
pöörlemist pole oodata.
Veelgi „käegakatsutavam“ oli
pudiust ratas, mis asetses vedelikus ainult ühe küljega. Üleslüke
pidi siingi andma püsiva pöörlemise. Paraku i tundnud leidur
vedelikus tekkiva siserõhu olemust.
Igiliikurite konstruktoreid on
apaelunud ka kapillaarnähtus William Congrave oli talendikas
mehaanik, koguni mingi lahinguraketi konstruktor.
Seekord asetas t
arullide liikuvale lõputule lindile jadamisi käsnasid. Tema
masinavärk pidi igavesti pöörlema tänu sellele, et vett täis
imbunud käsnad pigistatakse teisal tühjaks. Nii nad muutuvat kord
raskemaks ja kord kergemaks. Muidugi ei osanud autor märgata, et
muutub ainult nende maht, kuid mitte tihedus.
Tarku jagub meie päevadeni. Keegi
Horn taotles alles äsja privileegi järjekordse igiliikuri ideele.
Tema „jõuallika“ ümmargise silindri oli täis radiaalseid
torusid. Pöörlemisel pidavat nendes tekkima järjest eemale
suunduv pidev õhuvool; selle eest hoolitseb mõistagi kõige
tavalisem tsentsrifugaalijõud,
andes rootorile otsekui turbile pideva
pöörlemise. Samas sobib küsida: kust hangitakse tollesma õhuvoolu
tekitamiseks vajalikku energiat?
2.3. Ideede tulvTeinekord tullakse üsnagi nupukate
väljamõeldistega. Üks insener Stuttgardist taotles patenti
mootorile, mis pidavat tootma energiat tänu sllele, et vihid
kergitavad roteerimisel üksteist
vaheldumisi üles –just ja nimelt
füüsikast tuntud Eötvösi efekti arvel. Ungari matemaatik ja
geofüüsik Lorand Eörvös uuris teadupärast Maa raskusjõu
ilminguid. Nimelt: kui mingi keha liigub Maa pöörlemisega
päripidiselt ida suunas suureneb selle inerts, mis muutub seetõttu
üsna pissut „kergemaks“.
Massid nihkuvad tõepoolest, kuid
nende viimiseks
algseisu vajatakse välist energiat täpselt samas
koguses, mis varem “vabanes“. Ometi kinnitas idee autor
kidekeelselt : „Cõib-olla, võib-olla... Sest kuigi energia
jäävuse seadust peetakse loodusseaduseks, põhineb see siiski
ainult vaatlustel. Esimene kelle õnnestub
perpetuum
mobilI konstrukteerida, on
ühtlasi tolle seaduse põrmustanud“
Ta otsis oma väidetele tuge koguni
seigast, et isegi Nobeli laureaat ja aatomimudeli looja Niels
Bohr hakkas kord füüsika selle fondamentaallause tõepärasuses
kahtlema. Tollal oli raske mõista, kuidas toimub teatavate aatomite
radioaktiivne beetalagunemine. Energia jäävuse sedause kohaselt
peaksid beetaosakesed –
niisis elektronid – tuumast lahkumisel
omama kindla koguse energiat. Ana nii see ei ole ilmub hoopis mingi
pidevspekter. Energia jäävuse sedasust tõttas pääatma füüsik
Wolfganf Pauli, viidates võimalusele, et beetalagunemisel võiksid
eksisteerida ka elektrilaengura osakesed, hiljem said need ka nime:
noutriino.
2.4. Petised
Läbi aegade on siin-seal
demonstreeritud vägevaid hoorattaid, mis näiliselt pöörlesid
otsekui igavesti. Või siis näidati mingit järjepidevalt vurisevat
värtnat, mille telje sisse oli osavalt peidetud pisike turbiin,
sellese aga juhiti salamisi läbi öönsa kronsteinijala suruõhku.
Eks teinekord saadi ka pettusele jälile ja konstruktorid hajusid
siis otsemaid nelja tuule suunas.
Saksimaa mehaanik Ernst
Edmund Bessler esitles 1717. aastal Kasselis mingit müstilist masinavärki,
mis olevat kaasaegsete ürikute kohaselt kõikvõimaliku
kontrollimise ja ekspertiisiga edukalt toime tulnud. Meister oli
kasuahne maakrahvi ülesandel ehitanud vägeva puidust ratta,
varustanud selle kõikvõimalike salapäraste detailide ja vidinatega
ning sedanud taladele toetatud laagritel pöörlema. Krahvihärra
väntas isiklikult ratta käima, sellepeale lahkuti saalist ja
pitseeriti uks.
Küllap seisid proessorid ja
mehaanikameistrid mõne nädala pärast selles veeres üpris nõutute
nägudega. Ühesr kirjeldusest: „Pitserid murtakse nüüd lahti ja
raske tiibuks avaneb. See toimus 2. jaanuaril
1737 WeiBeinsteini
lossis. Hessen-Kasseli maakrahv koos saatjatega siseneb kitsasse
kõrgesse koridori. Selle keskel üles seatud massiivne atas pöörleb
vahetpidamata juba kaks kuud, tehes kogu aeg kakskümmend viis pööret
minutis . Kas nüüd on lõpuks ometi inimeste ammune
unistus täitunud?“
Hiljem siiski selgus, et kõrvaltuppa
oli peidetud mehike, kes ajas palehigis vänta ringi.[4]
2.5. Igiliikur on oma ajastu nägu
[5]
3. Kasutatud kirjandus 1. O. Kabardin “Koolifüüsika
käsiraamat”, Tallinn Koolibri, 1993.
2. J.
Susi , L. Lubi “Füüsika X
klassile II osa: soojusõpetus” Tallinn, Koolibri, 1996.
3. ENE 1.
4. Tehnikamaailm 2005. nr 10. lk 84-88
5. Eesti Päevaleht 4. veebruar 2005 „
Igiliikuri poole püüdleb inimene igavesti“
17
Kõik kommentaarid