Почему нельзя создавать вечный двигатель

Один из древнейших мифов человечества повествует о “Роге изобилия”, украшенном греками как прекрасное существо.

Миф рассказывает, что он был сделан из сломанного рога Амалтеи, кормилицы Зевса. Нимфы подобрали рог, завернули его в листья и набили фруктами, а затем преподнесли Зевсу. Зевс вернул им рог и пообещал, что их желания будут исполнены.

Люди других культур придерживались похожих верований.

В римской мифологии этот миф трансформировался в богиню изобилия Копию. В принципе, это соответствует сказке о “скатерти-самобранке” в русской мифологии.

Позже, с развитием науки и техники, идея вечного источника материальных благ трансформировалась в идею вечно функционирующей машины, которая обеспечивала бы материальные блага своему создателю, не требуя затрат на свое функционирование.

Точно определить, когда, кем и где был задуман первый проект вечного двигателя, теперь не так-то просто. В 1114-1185 годах великий индийский математик и астроном Бхаскар Ачарья предположил, что жидкость может двигаться внутри спиц колеса. В своем трактате “Сиддханта сиромани” (ок. 1150 г.) он написал следующее: “. Поскольку колесо заполнено таким образом, оно вращается само по себе, так как сидит на оси, поддерживаемой двумя опорами”. В работе арабского Фахра аль-Дин-Ридваи б. Мухаммада (ок. 1200 г.) приводится то же самое утверждение.

Поэтому, начиная с Бхаскара Ачарьи, вечные двигатели были основаны на идее использования постоянно присутствующей силы гравитации.

В Европе первые известия о вечном двигателе связаны с именем одного из выдающихся людей XIII в. – Виллара д’Оннекура (1195 – 1266) – французского архитектора и инженера.
Как и большинство деятелей того времени, он занимался и интересовался многими делами; строительством соборов, созданием грузоподъемных сооружений, пилы с водяным приводом, военной стенобитной машины и даже… дрессировкой львов. Он оставил дошедшую до наших дней «Книгу рисунков» – альбом с записями и чертежами (ок. 1235-1240 г.), которая хранится в Парижской Национальной библиотеке. В этом альбоме приведены рисунок и описание первого из достоверно известных проектов вечного двигателя.
Чертеж автора показан на рисунке. Текст, относящийся к этому чертежу, гласит:
«С некоторого времени мастера спорят, как можно было бы заставить колесо вращаться само собой. Этого можно достигнуть посредством нечетного числа молоточков или ртути следующим образом».
Д’Оннекур не пишет, сам он придумал двигатель или заимствовал эту идею у другого мастера, но он не сомневается, что заставить колесо вращаться само собой можно. Вопрос только в том, как это сделать!
В тексте говорится о двух вариантах с молоточками и с ртутью. Начнем с первого. Из текста в сочетании с рисунком идею изобретения можно понять. Поскольку число молоточков на ободе колеса нечетное, всегда с одной стороны их будет больше, чем с другой. В данном случае слева будет четыре молоточка, а справа – три. Следовательно, левая сторона колеса будет тяжелее правой и колесо, естественно, повернется по направлению против часовой стрелки. Тогда следующий молоточек повернется в том же направлении и перекинется на левую сторону, снова обеспечивая ее перевес. Таким образом, колесо будет постоянно вращаться.

Наличие гирь или тяжелой жидкости, неравномерно распределенных по окружности колеса, оказалось очень долговечным. Механический вечный двигатель разрабатывался в различных вариантах многими изобретателями на протяжении почти шести веков, и за этим последовала разработка нескольких механических вечных двигателей.

Только в 1269 году Питер Пилигрим из Мерикура (иногда его называют Пьером де Мерикуром по месту рождения) предложил идею магнитного вечного двигателя. В отличие от д’Оннекура, Питер Пилигрим был все-таки больше “теоретиком”, хотя и занимался экспериментами; поэтому проект вечного двигателя похож скорее на схему, чем на чертеж.

По мнению Пилигрима, таинственные силы заставляющие магнит притягивать железо, родственны тем, которые заставляют небесные тела двигаться по круговым орбитам вокруг Земли. Следовательно, если дать магниту возможность двигаться по кругу и не мешать ему, то он при соответствующей конструкции реализует эту возможность. Насколько можно судить по схеме, двигатель состоит из двух частей – подвижной и неподвижной. Подвижная часть – это стержень, на одном (внешнем) конце которого закреплен магнит, а другой (внутренний) насажен на неподвижную центральную ось (axis). Таким образом, стержень может двигаться по окружности подобно стрелке часов. Неподвижная часть представляет собой два кольца — наружное и внутреннее, между которыми находится магнитный материал с внутренней поверхностью в форме косых зубцов.
Исходя из представленной схемы, такая конструкция не сможет работать, так как в ней отсутствует возможность получения не компенсированного механического импульса.

Итальянский инженер Мариано ди Жакопо (Таккола) из Сиены в рукописи, датируемой 1438 г., описал двигатель, повторяющий по существу идею де Оннекура, однако здесь дана уже четкая конструктивная проработка. Грузы, представляющие собой толстые прямоугольные пластины, закреплены так, что могут откидываться только в одну сторону в направлении движения колеса. Число их нечетно; поэтому слева при любом положении колеса всегда будет больше пластин, чем справа (в данном случае 6 против 5). Это и должно вызвать непрерывное вращение колеса в направлении против часовой стрелки.
Англичанин Эдуард Соммерсет (1601 – 1667), в 1662 г. построивший опытный образец вечного двигателя, принадлежал, в отличие от своих предшественников, к самым аристократическим кругам общества. Он носил титул 2-го маркиза Вустера и был придворным короля Карла I. Это не мешало ему серьезно заниматься механикой и разными техническими проектами. Эксперимент по созданию двигателя был поставлен с размахом. Мастера изготовили колесо диаметром 14 футов (около 4 м); по его периметру были размещены 14 грузов по 50 фунтов (около 25 кг) каждый, которые могли перемещаться внутри колеса от внешней стороны к внутренней и обратно, что должно было обеспечивать непрерывность его движения без постороннего вмешательства.
Испытание машины в лондонском Тауэре прошло с блеском и вызвало восторг у присутствующих, среди которых были такие авторитеты, как сам король, герцог Ричмондский и герцог Гамильтон, К сожалению, чертежи этого механизма до нас не дошли, так же как и технический отчет об этом испытании; поэтому установить, как оно проходило по существу, нельзя. Известно только, что в дальнейшем маркиз этим двигателем больше не занимался, а перешел к другим проектам.

С развитием промышленности потребность в вечных двигателях стала особенно актуальна, поэтому изобретатели все чаще стали предлагать соответствующие проекты.
В одном английском патенте от 9 марта 1635 г. об этом с юридической точностью сказано: «Он (патент) относится к искусству создания машин, которые, будучи раз пущены в ход, будут идти, совершая свои движения вечно и притом без приложения какой-либо силы — человека, лошади, ветра, реки или источника и в то же время исполнять различные работы к благу и процветанию государства».

Спрос всегда будет удовлетворен, а поскольку реализовать вечный двигатель оказалось невозможно, всегда находились мошенники и авантюристы. Кроме того, Бесслер-Орфирей пытался продать свое псевдоизобретение Петру I за сто тысяч рублей. Сделка сорвалась, потому что Орфирей отказался представить внутреннее устройство своей машины для изучения, а спустя некоторое время его помощники раскрыли секрет его вечного двигателя: его непрерывное вращение обеспечивалось скрытым приводом, который они постоянно вращали, пока машина находилась под наблюдением.

Одним из первых анализ конструкций вечных двигателей провел Леонардо да Винчи (1452 – 1519), который пришел к выводу, что сумма моментов замкнутой системы всегда будет равна нулю. Поэтому в одной из своих записей по поводу вечного двигателя он записал: «Искатели вечного движения, какое количество пустейших замыслов пустили вы в мир!»
К сожалению, записи Леонардо остались неизвестными ни его современникам, ни ближайшим потомкам. Только с конца XVIII в. началась планомерная расшифровка его тетрадей.
Спустя более 100 лет, независимо от Леонардо да Винчи, епископ Честерский Джон Уилкнис (1599 – 1658) в 1648 году пришел к тем же выводам о равновесии механических импульсов во вращающемся колесе.

В 1660 г. немец Иоганн Иоахим Бехер, создал довольно сложный «физико-механический» вечный двигатель для привода часового механизма. Идея двигателя та же, что и других, описанных ранее, – движение перекатывающихся шаров – грузов, которые должны были приводить в движение систему взаимосвязанных шестерен и рычагов. Работа шла столь успешно, что курфюрст г. Майнца приказал воздвигнуть специальную каменную башню для размещения часов с двигателем Бехера (почти в то же время, когда вышла книга Уилкинса). Однако в дальнейшем это устройство не оправдало возлагавшихся на него надежд.
Бехер подвел итоги своей работы такими словами: «Десять лет я занимался этим безумием, потеряв кучу времени, денег и погубив свое доброе имя и славную репутацию — все это лишь для того, чтобы сегодня с полной убежденностью сказать: вечное движение — неосуществимо». Это признание осталось, к сожалению, неизвестным многочисленным изобретателям вечного двигателя.

Теоретическое решение невозможности создания механического вечного двигателя было сформулировано замечательным голландским математиком, механиком и инженером Симоном Стевином (1548-1620 гг.). Рисунок, относящийся к теории равновесия тел на наклонной плоскости, Стевин счел настолько важным, что вынес его на титульную страницу своего трактата «О равновесии тел», изданного в Лейдене (1586 г.).
На рисунке Стевина показана трехгранная призма, грани которой имеют разную длину. Самая длинная грань установлена горизонтально, ниже других. Две другие, наклонные, сделаны так, что правая имеет длину вдвое меньшую, чем левая. На призму накинута замкнутая цепь с 14 тяжелыми одинаковыми шарами. Рассматривая равновесие этой цепи, можно видеть (если исключить нижние восемь шаров, которые, очевидно, уравновешены), что на меньшей грани находятся два шара, а на большей – четыре. «Будет ли цепь находиться в равновесии?» – спрашивает Стевин. Если это так, то происходит чудо. Четыре шара уравновешиваются двумя!
«Не будь это так, — пишет он, — ряд шаров должен был бы (придя в движение) занять то же положение, что и раньше. По той же причине восемь левых шаров должны были бы, как более тяжелые, чем шесть правых, опускаться вниз, а шесть — подниматься вверх, так что шары совершали бы непрерывное и вечное движение».
Таким образом, возникает вопрос, ответ на который вынесен на надпись рисунка, помещенного на титульном листе: «Чудо не есть чудо» (на фламандском языке).
Стевин, исходя из невозможности вечного движения, утверждает, что никакого чуда нет и два шара совершенно «законно» уравновешивают четыре. Он выводит теорему:
«Тело на наклонной плоскости удерживается в равновесии силой, которая действует в направлении наклонной плоскости и во столько меньше его веса, во сколько длина наклонной плоскости больше высоты ее».

Итак, идея механического вечного двигателя была окончательно похоронена законом сохранения импульса в замкнутой системе. Применительно к гравитационным вечным двигателям этот закон звучал так:
Сколько работы производится при перемещении тела к центру Земли, столько же работы надо затратить, чтобы вернуть систему в исходное положение.
Следовательно, суммарный коэффициент полезного действия такой системы всегда будет равен нулю. Спустя некоторое время после начала движения такая система обязательно придет в равновесие, и её движение завершиться. Что собственно и подтвердили многочисленные испытания вечных двигателей самых различных конструкций.
К сожалению, этот вывод был механически распространен и на идею инерцоидов, которые не претендуют на роль вечных двигателей, но позволяют реализовать так называемое безопроное (нереактивное) движение.

Дальнейшая судьба вечного двигателя оказалась связана с законом сохранения энергии. Идея которого была высказана еще в античности.
Римлянин Тит Лукреций Кар (95-55 гг. до н. э.) в знаменитой поэме «О природе вещей» писал:
«Из ничего не рождаются вещи,
Также не могут они, народившись, в ничто обратиться».
И далее о движении мельчайших частиц материи:
«Материи плотные тельца в вечном движеньи находятся,
Непобедимы годами.
Так и прочие вещи пламя дают, разогревшись движеньем.
Становится мягким
Даже и шарик свинцовый, когда его долго катают».
Из этих строк видно, что древние понимали (конечно, в общих чертах), как механическое движение переходит в тепловое движение частиц тела.

Идея о некоторой постоянной силе, передаваемой от одного тела к другому, сохранилась и в средние века. В своеобразной форме ее отразил, например, средневековый философ Жан Буридан (1300-1358 гг.). Он назвал такую силу impetus (натиск, напор) и выразил ее переход от одного тела к другому так:
«В то время, как движущее движет движимое, оно запечатлевает в нем некую силу (impetus), способную двигать это движимое в том же направлении…, безразлично, будет ли это вверх, вниз, в сторону или по окружности».
Несмотря на некоторую «ученую» тяжеловесность этой фразы, ее в принципе правильный смысл ясен.

В 16 – 17 веках принцип сохранения энергии начинает формулироваться все более и более четко.
Д. Бруно (1548 – 1600):
«Никакая вещь не уничтожается и не теряет бытия, но лишь случайную внешнюю форму».
Р. Декарт (1596-1650):
«Я принимаю, что во всей созданной материи есть известное количество движения, которое никогда не увеличивается, не уменьшается, и, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько своего движения, сколько его сообщает».
«Мне пришлось видеть много квадратур круга, вечных двигателей и разных других мнимых доказательств, которые оказались ложными».
Х. Гюйгенс (1629-1695):
«И если бы изобретатели новых машин, напрасно пытающиеся построить вечный двигатель, пользовались этой моей гипотезой (о невозможности системы тел изменить положение своего центра тяжести без внешних сил), то они легко бы сами осознали свою ошибку и поняли бы, что такой двигатель нельзя построить механическими средствами».
И. Бернулли (1667-1748):
«Ничтожная часть позитивной причины не может исчезнуть, не производя взамен такого действия, при помощи которого эта потеря может быть восстановлена. Таким образом, ничего из сил не исчезает, хотя бы по видимости такое исчезновение и имело место».
Г. Лейбниц (1646-1716):
«Принцип равенства причины и следствия, т.е. принцип исключенного вечного двигателя – основа моего вычисления живой силы. Согласно этому принципу живая сила сохраняет свою неизменную тождественность.»
М.В. Ломоносов (1711-1765 гг.):
«Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так ежели где убудет несколько материи, то умно¬жится в другом месте. Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своей силой другое, столько же оной от себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает».

Парижская академия наук в 1775 году подвела итог спорам о вечных двигателях и приняла официальную резолюцию о том, что она “не будет рассматривать ни одной машины, дающей вечный двигатель”, которая не отменена и по сей день, в результате под этим “памятником” была похоронена и идея абсолютной рекуперации, которая по сути не противоречит закону сохранения энергии, но которая позволяет реализовать принципы вечного двигателя.

Впервые переход одной формы энергии в другую исследовал в 1798 г. Бенжамен Томпсон (1753-1814), ставший с 1790 г. графом Румфордом. Работая в мюнхенских военных мастерских, он сделал важное наблюдение: при высверливании канала в пушечном стволе выделяется большое количество тепла.
Чтобы точно исследовать это явление, Томпсон-Румфорд проделал опыт по сверлению канала в цилиндре, выточенном из пушечного металла. В высверленный канал помещали тупое сверло, плотно прижатое к стенкам канала и приводившееся во вращение. Термометр, вставленный в цилиндр, показал, что за 30 минут операции температура поднялась на 70 градусов Фаренгейта. Румфорд повторил опыт, погрузив цилиндр и сверло в сосуд с водой. В процессе сверления вода нагревалась и спустя 2,5 часа закипала. Этот опыт Томпсон-Румфорд считал доказательством того, что теплота является своеобразной формой движения.

Немецкий фармаколог Фридрих Мор (1806 – 1879) в 1837 году послал редактору журнала “Annalen der Physik” Поггендорфу статью “О природе тепла”. В результате тот не принял ее, обвинив в том, что она не содержит никаких новых экспериментальных исследований. Именно Мор с уверенностью назвал теплоту формой движения.

Французский военный инженер Николай Леонар Сади Карно (1796-1832 гг.) опубликовал в 1824 г. ставшую впоследствии знаменитой небольшую книжку «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». В ней С. Карно заложил основы не только теории тепловых машин, но и второго закона термодинамики.
В более поздних записях Карно писал:
«Тепло – не что иное, как движущая сила или, вернее, движение, изменившее свой вид; это движение частиц тел возникает повсюду, где происходит уничтожение движущей силы. Обратно: всегда при исчезновении тепла возникает движущая сила.
Таким образом, можно высказать общее положение: движущая сила существует в природе в неизменном количестве; она, собственно, никогда не создается, никогда не уничтожается; в действительности она меняет форму, т.е. вызывает то один вид движения, то другой, но никогда не исчезает. По некоторым представлениям, которые у меня сложились относительно теории тепла, создание единицы движущей силы требует затраты 2,7 единицы тепла».
Анри Пуанкаре в 1892 г. писал:
«Можно ли яснее и точнее высказать закон сохранения энергии? Заметим также, что значение эквивалента, вычисленного Карно в 2,7 ккал на единицу работы, за которую он принимает 1000 кГм, соответствует 370 кГм/ккал, что недалеко от истины (427 кГм/ккал)…».
Однако открытие Карно осталось неизвестным его современникам; он не успел его опубликовать. В 1832 г. С. Карно умер, заболев холерой. Только в 1878 г. его брат опубликовал записки, в которых содержался цитированный отрывок, вместе со вторым изданием книги «О движущей силе огня».

Юлиус Роберт Майер (1814 –  1878) получив медицинское образование отправился в качестве корабельного врача на остров Ява (Индонезия), до этого он несколько месяцев работал в клиниках Парижа. В течение годичного плавания (1840-1841) Майер пришел к своему великому открытию.
По его словам, на этот вывод его натолкнули наблюдения над изменением цвета крови у людей в тропиках. Производя многочисленные кровопускания на рейде в Батавии, Майер заметил, что «кровь, выпускаемая из ручной вены, отличалась такой необыкновенной краснотой, что, судя по цвету, я мог бы думать, что я попал на артерию». Он сделал отсюда вывод, что «температурная разница между собственным теплом организма и теплом окружающей среды должна находиться в количественном соотношении с разницей в цвете обоих видов крови, т.е. артериальной и венозной… Эта разница в цвете является выражением размера потребления кислорода или силы процесса сгорания, происходящего в организме».
Вернувшись из путешествия, он тут же написал статью под заглавием «О количественном и качественном определении сил», которую направил 16 июня 1841 г. в журнал «Анналы…» Поггендорфу. Тот не напечатал статью и не вернул ее автору, она пролежала в его письменном столе 36 лет, где и была обнаружена после смерти Поггендорфа.
Поггендорф имел определенные основания отнестись сурово к работе Майера. Великая идея в ней выступает еще в неясной форме, статья содержит туманные и даже ошибочные утверждения. Вместе с тем в ней имеются гениальные высказывания, которые свидетельствуют о ясном понимании Майером величия сделанного им открытия. Она начинается с общего утверждения, что «мы можем вывести все явления из некоторой первичной силы, действующей в направлении уничтожения существующих разностей и объединения всего сущего в однородную массу в одной математической точке». По Майеру, следовательно, все движения и изменения в мире порождаются «разностями», вызывающими силы, стремящиеся уничтожить эти разности. Но движение не прекращается, потому что силы неуничтожаемы и восстанавливают разности. «Таким образом, принцип, согласно которому раз данные силы количественно неизменны, подобно веществам, логически обеспечивает нам продолжение существования разностей, а значит, и материального мира».
Далее Майер уточняет:
«Движение, теплота, и как мы намерены показать в дальнейшем, электричество представляют собою явления, которые могут быть сведены к одной силе, которые измеряются друг другом и переходят друг в друга по определенным законам».
«Изучать силу в ее различных формах, исследовать условия ее превращения (метаморфоз) – такова единственная задача физики, ибо порождение силы или ее уничтожение находится вне сферы мышления и действия человека.
Можно доказать a priori и во всех случаях подтвердить опытом, что различные силы могут превращаться одна в другую. В действительности существует только одна единственная сила. Эта сила в вечной смене циркулирует как в мертвой, так и живой природе. Нигде нельзя найти ни одного процесса, где не было бы изменения силы со стороны ее формы».
В 1841 г. не получив ответа от редактор журнала «Annalen der Physik» Поггендорфа Майер в том же году написал новую статью под названием «Замечания о силах неживой природы», которую удалось опубликовать в другом журнале  –  «Annalen der Chemie und Pharmacie». В ней уже не только четко ставился вопрос о механическом эквиваленте тепла, но и приводилось его значение, вычисленное по известным в то время данным для теплоемкости воздуха при постоянном давлении и теплоемкости при постоянном объеме. Майер получил цифру 365 кГм/ккал (очень близкую к результатам Карно). В дальнейшем в работе «Органическое движение и обмен веществ» он уточнил это значение, определив его равным 425 кГм/ккал (что близко к ее истинному значению – 427 кГм/ккал).
Противодействие, которое испытал на себе Майер, привели его к попытке суицида и душевному расстройству, около года (1852 – 1853) он провел в больнице. О его состоянии в то время можно судить по словам:
«… Или весь мой метод мышления аномален и негоден, тогда мне подходящее место в доме умалишенных. Или меня награждают презрением и насмешками за открытие важных истин».

Следующий вклад в развитие закона сохранения энергии внес манчестерский пивовар, владелец большого пивоваренного завода Джеймс Прескотт Джоуль (1818 – 1889). Он считал, что человек не может уничтожить то, что создано богом, и, напротив, создать то, что бог не создал.
В ходе своих многочисленных исследований Джоуль нашел что «количество тепла, которое в состоянии нагреть один фунт воды на один градус Фаренгейта, может быть превращено в механическую силу, которая в состоянии поднять 838 фунтов на вертикальную высоту в один фут». Переводя единицы фунт и фут в килограммы и метры и градус Фаренгейта в градус Цельсия, найдем, что механический эквивалент тепла, вычисленный Джоулем, равен 460 кГм/ккал.
В 1850 г. он произвел новые классические опыты, из которых нашел значение механического эквивалента равным 424 кГм/ккал.

В 1847 г. молодой немецкий военный врач Герман Гельмгольц (1821–1894) публикует книгу «О сохранении силы», где впервые формулирует математическое выражение закона сохранения силы, из которого, в последствии, был сформулирован закон сохранения энергии:
«Когда тела природы действуют друг на друга с силами притяжения или отталкивания, не зависящими от времени и скорости, то сумма их живых сил и сил напряжения остается постоянной. Максимум работы, которую можно получить, является, таким образом, определенным, конечным».

С математической точки зрения получился следующий закон:

L A = const

Эта сила состоит из L мужчин; A – это работа, которую они выполняют.

Только в XX веке закон сохранения энергии приобрел общепринятый на сегодня вид:
Еп равно или меньше Ен
Где Еп – энергия системы после преобразования;  Ен – энергия системы до начала преобразования.

В общем виде этот закон в настоящее время описывается следующей формулой:
Еп = Ен – dЕ

D E – фанергия, или энергия, затраченная при преобразовании, где En – энергия системы после преобразования, En – энергия системы до начала преобразования.

Понятие фанергии в законе сохранения энергии играет ключевую роль, так как без неё не возможно перевести систему из одного состояния в другое. Если в системе имеются движущиеся детали, то неизбежно будет происходить трение. Если присутствуют те или иные тепловые процессы, то неизбежно будут присутствовать тепловые потери. Это же относится и к любым иным формам энергии: магнитной, электрической, химической и прочим.
Таким образом, коэффициент полезного действия любой энергии всегда будет меньше единицы, и для того чтобы система могла функционировать в отведенный для неё промежуток времени, к ней постоянно необходимо подводить дополнительную энергию, для компенсации расходов на фанергию.
Важным следствием из закона сохранения энергии является невозможность создания какого-либо вечного двигателя: ни первого, ни второго, ни какого угодно рода.

В тоже время невозможность создания вечного двигателя не лишает человечества возможности получать даровую энергию в принципе. Для этого существует принцип абсолютной рекуперации энергии. Суть которого заключается в следующем.
Если получить энергию из источника, который в момент формирования этой энергии не будет разрушен, и будет сохранять эту свою способность неограниченно долго, а количество произведенной энергии будет достаточно для того чтобы часть её выдать на потребление, а часть вернуть обратно в цикл для поддержания процесса, то такой процесс будет происходить на условиях самообеспечения, без привлечения внешней дополнительной энергии для поддержания процесса, неограниченно долго.

Принцип абсолютной рекуперации может быть реализован с помощью воды нагретой в замкнутом объёме до температуры 500 гр. по Цельсию. В этом случае полученный из одного грамма воды пар будет обладать энергией 280 кДж. При КПД 3%, с которым сегодня работают все тепловые станции, на потребление можно получить 8,4 кДж. Из них, для поддержания процесса, необходимо использовать 3,6 кДж на нагрев воды и 0,4 кДж на преобразование пара обратно в воду, таким образом, на чистое потребление будет получено 4,4 кДж с одного грамма воды. При этом для её получения не надо будет использовать энергетические ресурсы из вне.
Принцип абсолютной рекуперации не противоречит закону сохранения энергии, так как учитывает все возможные потери при её производстве. В рассмотренном примере они составили 97%. В реальных процессах использующих высокоэнергетичный пар, с давлением более 1000 атм, потери могут быть снижены до 10%, тогда эффективность таких процессов будет около 90%, при полном отсутствии потребности в каком-либо топливе.