Ми вже описували раніше години без заводу (вірніше, без спеціального заводу), пристрій яких засноване на змінах в тиску атмосфери. Опишемо тепер подібні ж самозаводяться годинник, засновані на тепловому розширенні.
Механізм їх зображено на рис. 1.
Рис. 1. Годинник, які заводяться самі собою.
Головна частина його - стрижні Z1 і Z2, зроблені з особливого металевого сплаву з великим коефіцієнтом розширення. Стрижень Z1 впирається в зубці колеса Х так, що при подовженні цього стрижня від нагрівання зубчасте колесо трохи повертається. Стрижень Z2 зачіпляє за зубці колеса Y при вкороченні від холоду і повертає його в тому ж напрямку. Обидва колеса насаджені на вал W1, при обертанні якого повертається велике колесо з черпаками. Черпаки захоплюють ртуть, налиту в нижній жолоб, і переносять у верхній; звідси ртуть тече до лівого колеса, також з черпаками; наповнюючи останні, ртуть змушує колесо обертатися; при цьому приходить в рух ланцюг кК, охоплює колеса K1 (на загальному валу W2 з великим колесом) і к2, останнім колесо закручує заводну пружину годин.
Що ж робиться з ртуттю, яка вилилася з черпаків лівого колеса? Вона стікає по похилому жолобу R1 знову до правого колеса, щоб звідси знову почати своє переміщення.
Механізм, як бачимо, повинен рухатися, не зупиняючись, до тих пір, поки будуть збільшуватися або зменшуватися стрижні Z1 і Z2. Отже, для заводу годин необхідно тільки, щоб температура повітря поперемінно то зростала, то спадала. Але саме це і відбувається само собою, не вимагаючи турбот з нашої сторони: всяка зміна в температурі навколишнього повітря викликає подовження або вкорочення стрижнів, внаслідок чого повільно, але постійно пружина закручується годин.
Чи можна назвати ці години "вічним" двигуном? Звичайно, немає. Годинник буде йти невизначено довго, поки не зноситься механізм, але джерелом їх енергії служить теплота навколишнього повітря; робота теплового розширення накопичується цими годинами по маленьких порціях, щоб безперервно витрачати її на рух годинникових стрілок. Це "дармової" двигун, так як не вимагає турбот і витрат на підтримку своєї роботи. Але він не творить енергії з нічого: його першоджерелом енергії є теплота Сонця, що зігріває Землю.
Інший зразок самозаводящихся годин подібного пристрою зображено на рис. 2 і 3. Тут головною частиною є гліцерин, розширюється з підвищенням температури повітря і піднімає при цьому деякий грузик; падіння вантажу і рухає механізм годинника. Так як гліцерин твердне лише при - 30° С, а кипить при 290° С, то цей механізм придатний для годин на міських площах та інших відкритих місцях. Коливання температури на 2° вже достатньо для забезпечення перебігу таких годин. Один примірник їх випробовувався протягом року і показав цілком задовільний хід, хоча протягом усього року до механізму не торкалася нічия рука.
Рис. 2. Схема пристрою самозаводящихся годин іншого зразка.
Рис. 3. Самозаводяться годинник, в цоколі годин прихована трубка з гліцерином.
Вигідно чи за тим же принципом влаштовувати двигуни більш великі? На перший погляд здається, що подібний дармової двигун повинен бути дуже економічний. Обчислення дає, однак, інший результат. Для заводу звичайних годин на цілу добу потрібно енергії всього близько 1/7 килограммометра. Це становить в секунду круглим рахунком 600000-ю частку килограммометра; а так як кінська сила дорівнює 75 кгм в секунду, потужність одного часового механізму складає всього 45000000-ю частку кінської сили. Отже, якщо вартість розширюються стрижнів перших годин або пристосування друге оцінимо хоча б одну копійку, то капітальний витрата на одну кінську силу такого двигуна складе 1 коп. * 45 000 000 = 450 000 рублів.
Майже півмільйона рублів на 1 кінську силу - мабуть, дорогувато для "дарового" двигуна...
