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永久発電機関になる方法は？
- ペットボトル、水銀、水槽を使用する永久発電機関の原理とは？
- 水銀入りのペットボトルを落下させることでエネルギーを回収する仕組み
- 消費エネルギーを上回る回収エネルギーを持つ永久発電機関の可能性
- 物理学
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質問者が選んだベストアンサー
質問者さんのアイディアを添付図Ａ1～Ａ3のように図示してみましたが、これでだいたいＯＫですか？ このアイディアの肝は「空になった水銀容器(ペットボトル)を初期位置(高い場所）に戻すのに、水の浮力を利用する」ということですよね。 この原理をもっと単純にして考えれば、空容器を元の場所に戻すのには、なにも水の浮力を利用しなくても良いのではありませんか？ 例えば添付図Ｂ1～Ｂ2のように、バネで上に引っ張ってやることでも、空容器を初期位置に戻すことができますよね。 しかしこうして図示して見ると、水銀の落下エネルギーを効率よく利用する上で、バネの復元力や水の浮力がかえって邪魔をしていることが直感できるのではないでしょうか。 位置エネルギーを効率よく利用するには、図のＣのように、素直に水車型にするのが一番良さそうではありませんか？ しかしこの場合でさえ、水車の回る力で落下した水銀を全量くみ上げることはもちろんできません。それは第一種の永久機関になり、実現不可能なことは明らかです。 > このような原理は、消費エネルギーを、回収できるエネルギーが上回るのでしょうか？ 水車よりも明らかに効率の悪そうなＡのメカニズムでは、なおさらそれはあり得ないことでしょう。
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- Tacosan
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#7 への補足のシステムだと, そもそも「サイクル」になってないんじゃない? これ, 1回まわすごとに水槽の水が減り, その分水銀が増えていきますよね. ということは, いずれ「水がなくなって水銀だけになる」ときがやってきてしまい, その時点で止まりませんか?
お礼
ご回答ありがとうございました！ 水槽の水は無くなったら、水を後から足すという考えですが、しかし、どうやっても消費したエネルギーを発電量が上回らないと質問を通して分かりました。
- ha5050
- ベストアンサー率22% (11/49)
まず、水を水槽の下に捨てる行為はエネルギーを得ますが、これは水槽に入れたときの位置エネルギーで水は減っていきますから戻してやらなければなりません。 そして、ペットボトルから水を出す時に得るエネルギーはペットボトルに入った水の重さのみです。そして、またその水を水槽に戻す時のエネルギーは、今度は水槽全体の圧力に逆らうエネルギーを必要とします。よって、エネルギーは±ゼロとなるでしょう。 このような永久機関を考える発想はすごいと思います。でも、永久機関は出来ないことを前提によく試行錯誤することが大事です。
お礼
ご回答ありがとうございました！ どうやっても±ゼロになるということですね、質問を通して宇宙って本当によく出来ているなあと思いました、エネルギー保存法則は本当に厳密ですね。
- masa2211
- ベストアンサー率43% (178/411)
＞では、水中から水銀を持ち上げれば、水の浮力により水銀を持ち上げる為のエネルギーを空中より抑えることができるのではないかと考えました 計算忘れの項目があります。 ペットボトルの水を水槽外に捨てています。 この水を元に戻す必要があるのに戻していません。 この水を水槽内に戻すには、水の浮力により水銀を持ち上げるのが助かったエネルギーと等しいエネルギーを使うので、ダメ。
補足
ご回答ありがとうございます！ なぜ、水を水槽に戻さなければならないのでしょうか？ 確かに、操作を繰り返すうちに水槽の水は減っていきますが、それは、最初に水槽に水を入れるときに消費したエネルギーを考慮してのことでしょうか？ 水が減ると、水が減る前よりも、水の浮力が弱くなってしまうからでしょうか？ では、水槽の底の穴から捨てる水の水流を何らかの方法でエネルギーとして回収するとしたらどうなるでしょうか？ 捨てる水の水流をエネルギーとしてさらに回収した場合、投入するエネルギーを回収するエネルギーが上回るでしょうか？
- Verhalten
- ベストアンサー率17% (36/201)
良く考えたと思います。 ただ、残念ながら、水中と空気中では 水銀の持つ位置エネルギーｍｇｈは等価でありません。（重さが違うのです。） この時点で諦めるべきでなく、 水中速度VやポテンシャルエネルギーU を良く判断し、計算ておくべきです。 また、浮力計算や抗力係数をちゃんと計算すべきです。 無理だよ。 エネルギー保存の法則を知らないのかよ。 で終わらせるのは明らかに物理学に反します。 永久に動く機関は存在します。 http://homepage3.nifty.com/iromono/kougi/ningen/node44.html
お礼
ご回答ありがとうございます！ ＞良く考えたと思います。 ありがとうございます、嬉しいです。 水銀の持つポテンシャルエネルギーが、空気中と水中では異なるということですね、 (1)空気中で水銀を水槽まで持ち上げる (2)水銀が水中に落下する (3)ペットボトルが浮上する (2)＋(3)で回収できるエネルギーは(1)の投入エネルギーと同じで、理想状態（摩擦など考慮しない）であっても(2)＋(3)＝(1)である、ということでしたが、そこで諦めるべきではなく、水中での水銀や空のペットボトルのポテンシャルエネルギーや水中速度や浮力計算や効力計算までして＝であるか確認するべきだということなのですね。 あと、永久機関ではなく永久に動く機関というものがあったのですね、ありがとうございました。
補足
ご回答ありがとうございました！ (1)空気中で水銀を水槽まで持ち上げる為のエネルギー (2)水銀が水中へ落下するエネルギー (3)空のペットボトルの浮上エネルギー とすると、 理想状態で(2)＋(3)＝(1)かもしれないということでしたが 新しく考えてみました、 では、水中から水銀を持ち上げれば、水の浮力により水銀を持ち上げる為のエネルギーを空中より抑えることができるのではないかと考えました、 まず、水銀の入ったペットボトルを水中に落下（落下エネルギーを回収）させます、 次に、水中でペットボトルのキャップを開け水銀を水槽内に排出すると、ペットボトルに水が入ります、 水の入ったペットボトルを水槽の底穴に合わせ、ペットボトルの水を水槽外に捨てます、するとペットボトルに空気が入りますのでキャップをして浮上（浮上エネルギーを回収）させます、 もう一度初めからこの操作を繰り返すときに、今回は水銀は水槽内にありますので、水の浮力により水銀を水面まで持ち上げるのに要するエネルギーが少なくなります、 これを繰り返せば、投入エネルギー（水銀を持ち上げるときの）を発生エネルギー（水銀が水中を落下エネルギーと空のペットボトルの浮力エネルギー）が上回るでしょうか？ つまり前回と違い今回は、『水中で水銀を持ち上げる』ので (1)水銀を水中で持ち上げるエネルギー (2)水銀が水中を落下するエネルギー (3)空のペットボトルの浮力エネルギー とすると(1)＝(2)なので (2)＋(3)＝(1)＋（余剰エネルギー） ということになりませんか？
- misawajp
- ベストアンサー率24% (918/3743)
抜群のアイデアだ との思い込みで目が見えなくなっています 顔を洗って出直すことです
お礼
ご回答ありがとうございます！
- moochi99
- ベストアンサー率25% (101/403)
少なくとも水銀を抜いたり入れたりするエネルギ分だけマイナスになって発熱しますね。 それが水銀ではなく四塩化炭素だったとしても。 まあ、この場合は水槽水の温度と外気温度の差を使って自動充填出来るかも知れないですが、熱平衡に達した時点で機能は停止します。
補足
ご回答ありがとうございます！ 回答者様方のご回答から、つまり、『水中での水銀の落下エネルギー』＋『空のペットボトルの浮力』＝『水銀を空気中で水槽まで持ち上げる為のエネルギー』 ということになるのですね、つまり、たとえ理想状態であってもプラスマイナスゼロになってしまう。 では、水銀を空気中で水槽まで持ち上げるのではなく、水銀を水槽の水中で持ち上げれば回収エネルギーが投入エネルギーを上回るということになりませんか？ そこで考えたのですが、水銀入りのペットボトルを水中に落下（エネルギーを回収）させた後、水中でペットボトルのキャップを開け水槽内に水銀を捨てると、水でペットボトルが満たされます、その水で満ちたペットボトルを 先ほどのように、水槽の底の穴からペットボトルに入っている水を捨て、ペットボトルに空気が入った後ペットボトルが浮上するので浮力エネルギーを回収します、 前回は水槽の外に水銀を捨てていましたので、再度操作を繰り返すとき、水銀を水槽上部まで空気中で持ち上げていましたが、今回は、水銀は水槽内にあるので水銀を持ち上げるのに水の浮力が利用でき、空気中で水銀を持ち上げるときより投入エネルギーを抑えることができ、回収できるエネルギーが、投入エネルギーを上回りませんか？
- fjnobu
- ベストアンサー率21% (491/2332)
摩擦が無ければ、消費エネルギーは０で動きます。 摩擦が有るから、必ずエネルギーは消費されます。 したがって、永久機関にはなり得ません。
補足
ご回答ありがとうございます！ 回答者様方のご回答から、つまり、『水中での水銀の落下エネルギー』－『水の浮力』＋『空のペットボトルの浮力』＝『水銀を空気中で水槽まで持ち上げる為のエネルギー』 ということになるのですね、つまり、たとえ理想状態であってもプラスマイナスゼロになってしまう。 では、水銀を空気中で水槽まで持ち上げるのではなく、水中から持ち上げれば回収エネルギーがプラスになるということですね そこで考えたのですが、水銀入りのペットボトルを水中に落下（エネルギーを回収）させた後、水中でペットボトルのキャップを開け水槽内に水銀を捨てると、水でペットボトルが満たされます、その水で満ちたペットボトルを 先ほどのように、水槽の底の穴からペットボトルの水を捨てペットボトルに空気が入った後ペットボトルが浮上するので浮力エネルギーを回収します、 水銀は水槽内にあるので水銀を持ち上げるのに水の浮力が利用でき、空気中で水銀を持ち上げるときより投入エネルギーを抑えることができ、回収できるエネルギーが、投入エネルギーを上回りませんか？
- oakbow4490
- ベストアンサー率27% (50/185)
落下するときは、水銀の落下エネルギー － 浮力 ペットボトルが浮くときは、浮力 水銀を持ち上げるときは、水銀の重量 全部足すとイコール
補足
ご回答ありがとうございます！ つまり、『水中での水銀の落下エネルギー』－『水の浮力』＋『空のペットボトルの浮力』＝『水銀を空気中で水槽まで持ち上げる為のエネルギー』 ということになるのですね、つまり、理想状態であってもプラスマイナスゼロ。 そこで考えたのですが、 つまり、水銀を水中から持ち上げればプラスになるということですね そこで考えたのですが、水銀入りのペットボトルを水中に落下（エネルギーを回収）させた後、水中でペットボトルのキャップを開け水槽内に水銀を捨てると、水でペットボトルが満たされます、その水で満ちたペットボトルを 先ほどのように、水槽の底の穴からペットボトルの水を捨てペットボトルに空気が入った後ペットボトルが浮上するので浮力エネルギーを回収します、 水銀は水槽内にあるので水銀を持ち上げるのに浮力が利用でき、空気中で水銀を持ち上げるときよりエネルギー消費を抑えることができ、回収できるエネルギーが、消費エネルギーを上回りませんか？
上回らない、永久機関にはなりえないです。 難しい理論は抜きにして、無理ですね。 永久機関に近づける努力は科学の発展にとって良いことですが、 地球上で永久機関は無理だと思う。 宇宙規模になると何が起こるかわからないから地球上ではとあえて書きます。
お礼
ご回答ありがとうございます！ 地球では永久機関は不可能でも、広い宇宙規模ではあるかもしれないということですね。
補足
ご回答ありがとうございます！ 画像で回答頂けるとは思わず驚きました、とても分かり易かったです、バネや水車と根本的にメカニズムは変わらないのだ理解したのですがもう一つ疑問があります、 既に他の質問者様にも補足させて貰ったのですが、前回は (1)空中で水銀を持ち上げる為のエネルギー (2)水中に水銀が落下するエネルギー (3)空のペットボトルが浮上するエネルギー としますと 理想状態（摩擦など考慮しない）で(2)＋(3)＝(1)であるということでしたが では、水銀を空中ではなく、水中で持ち上げた場合、水の浮力で水銀を水面まで上げる為のエネルギーが少なくなると思います そこで新たに考えました、まず、水銀入りのペットボトルを水槽に落とす（落下エネルギーを回収）、 次に、水中に沈んだペットボトルを開け水銀を水槽内に排出すると、ペットボトルが水で満ちます、 次に、水槽の底穴からペットボトルの中の水を水槽外に捨てます、このときの捨てる水の水流エネルギーを何らかの方法で回収します、 次に、ペットボトルに空気が入ったら、浮上しますので浮力エネルギーを回収し発電の一サイクルを終了します、 再度、発電サイクルを繰り返すとき、今回は水槽内に水銀がありますので、水の浮力により水銀を持ち上げるときのエネルギーが少なくなります、そして発電サイクルを何度も繰り返すと。 つまり、 (1)水銀を水中で持ち上げる為のエネルギー (2)水銀が水中で落下するエネルギー (3)水を捨てるときの水流エネルギー (4)空のペットボトルが浮上すときのエネルギー とすると、(1)＝(2)ですので (2)＋(3)＋(4)＝(1)＋（余剰エネルギー） ということになりませんでしょうか？ つまり、今回は水中で水銀を持ち上げるので、消費するエネルギーが少なくなり、消費エネルギー（水銀を水中で持ち上げる）を発生エネルギー（水銀が水中で落下するエネルギー＋捨てる水の水流エネルギー＋空のペットボトルの浮力エネルギー）が上回りませんでしょうか？