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A perpetual-motion machine problem for teaching fluid mechanics and thermodynamics

机译：教学流体力学和热力学的永动机机器问题

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A perpetual-motion machine (PMM) problem is described which the author has used for more than a decade to augment a traditional textbook-centred course. Two proofs for debunking a 'buoyancy engine' PMM are given. One solution is based on the principles of fluid statics, requiring the calculation of hydrostatic and buoyancy forces on submerged surfaces. An alternative solution is based on an energy method, requiring the calculation of the work done by a moving boundary. These analyses are well suited for instructional purposes on a first course in fluid mechanics or thermodynamics. The author has found that this type of puzzle can be used to generate a high level of student interest and classroom participation, with only a minor commitment of lecture time.
机译：描述了一种永动机（PMM）问题，作者已经使用了十多年，以扩展以教科书为中心的传统课程。给出了两个对“浮力引擎” PMM进行拆封的证明。一种解决方案是基于流体静力学原理的，需要计算浸没表面上的静水力和浮力。一种替代解决方案基于能量方法，需要计算移动边界所完成的功。这些分析非常适合流体力学或热力学第一门课程的教学目的。作者发现，这种类型的谜题可用于产生高水平的学生兴趣和课堂参与度，而只花很少的时间在讲课上。

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