一个无法实现的引擎,违反了热力学的基本定律。机器永远不消耗能量,可以工作,它违反了热力学第一定律,所以它被称为“第一类永动机”。In the absence of temperature difference, the machine that continuously absorbs heat from seawater or air in nature and continuously converts it into mechanical energy violates the second law of thermodynamics, so it is called "the second type of perpetual motion machine".
永恒运动的概念起源于印度。在公元1200年左右,这个想法是通过从印度到伊斯兰世界,从这里到西方。
在欧洲,最著名的early-war设计提出了在早期由一位名叫Hennessel的法国人在十三世纪。如图:有一个旋转的轴的中心轮,和12动短棒安装在车轮的边缘,和每个短杆的一端设有一个铁球。计划的设计师认为右边的球离轴比球在左边,所以右边的球产生更大的转矩比左边的球。这样的车轮永远不会停止转动的方向指示箭头和驱动机旋转。这个设计已经被许多人以不同的形式,但它从未实现不停地旋转。
仔细分析将会发生。虽然右边每个球产生的转矩很大,球的数量很小。左边的每个球产生的扭矩很小,但是球的数量很大。因此,车轮不继续旋转,外部工作。它只波动几次,停在照片中的位置画在右边。
哥特时代以来,已经有越来越多的这样的设计。在17和18世纪,各种各样的永恒运动提出了设计方案,包括使用“螺旋净水器”,利用车轮的惯量,水的浮力或毛细管作用,使用相同的磁极之间的排斥力。的。法院收集各种各样的图形设计师试图赚钱这个虚幻的发明。受过教育的和没有技能的人相信永恒运动是可能的。这个任务向研究人员像海市蜃楼,但所有这些项目以失败告终,没有例外。他们一直徘徊在多年来,和他们没有产生任何结果。通过不断实践和实验,人们逐渐意识到任何机器,消耗外界消耗能量。没有能源消耗,机器不能工作。在这个时候,一些著名的科学家,Stavin和惠更斯,开始意识到做一个永动机是不可能通过机械方法。
在19世纪,一系列的科学家做出了巨大的贡献,热的变换函数的正确认识和其他形式的物质运动。不久之后,巨大的能量守恒和转换定律被发现。它是认识到,自然界中所有的物质都有能量。有不同形式的能量可以从一种形式转换到另一个地方,从一个对象到另一个极端,转换和传输的过程中。之和保持不变。能量守恒定律的保护提供了一个更精确的和更丰富的辩证唯物主义的科学基础。有效地袭击了唯心主义的观点,认为物质运动可以创建和销毁,这完全打破了永恒的梦想。
毕竟尝试第一种永恒运动失败了,有些人梦想的另一个永动机,希望它不会违反了热力学第一定律,它既经济又方便。举例来说,这样一个热机可以直接从海洋或画热气氛完全将其转换为机械功。因为海洋和大气层的能量是无穷无尽的,这种热机永远不能停止工作,这也是一个永动机。左侧所示:
然而,根据大量的实际经验,英国物理学家开尔文在1851年提出了一种新的通用原则:不可能从单一热源中提取热量,使其完全有用,没有其他影响。通过这种方式,第二种类型的永恒运动的想法也破产了。
永恒运动的想法已经持续了数百年的人类历史。的驳斥这个神话不仅有利于人民正确认识科学,而且还人民正确认识世界。
能量既不能凭空产生也不能从空气中消失了。它只能从一种形式转换为另一种格式或从一个对象到另一个地方。的和能源转换和传输的过程中是恒定的。这就是能量守恒定律。类永动机不可能了
能量的转换和传递方向,正如热量可以自发地从热对象转移到一个寒冷的对象但不能自发地从一个寒冷的对象转移到一个热的物体不会引起其它变化。这也是梦的湮没的永恒运动不能做。
永动机”这个词不是很合适。如飞轮,一旦运动开始,如果没有摩擦阻力,它可以继续锻炼很长一段时间,在实践中难以实现,但在真相是有意义的,可以被视为一个实际的限制情况。所谓的永动机不指的是这种情况。这不是试图维持一个永恒的运动。相反,它预计将继续得到有用的工作没有外部能源供应,也就是说,不消耗任何燃料和电力。如果这种永动机可以真的,然后你可以得到无限的权力没有任何自然的能量。当人们没有掌握基本的自然法则,这个想法一直吸引着许多杰出的创新人才。他们已经投入了大量的智慧和劳动的实现这个梦想。然而,实际上没有永动机制造,没有永动机的设计可以科学审查。
早期著名的设计提出了一种永动机的法国人Hennessel在13世纪。设备由Henneke设计并不是所谓的永动机,但它被称为“魔轮”根据其特别有吸引力的自然。他安装12个活跃的短棒等距边缘的一个轮子和一个重球两端。不管轮在哪里了,右边的个人重球总是远离轴比左边的重球。Henneke设想,右边较大的影响,特别是在重球过去行为在轴的距离,它将迫使车轮旋转方向指示箭头,至少到轴。当它破损了。然而,事实上,车轮停止后,一个或两个。
之后,列奥纳多·达·芬奇(1452 - 1519)文艺复兴时期的意大利也做出了类似的设备。他设计的重球右侧是远离中心的轮重球在左边。双方的不平衡影响下,车轮旋转的方向箭头,但实验结果是负的。达芬奇敏锐地得出结论,永恒的运动是不可能的。
事实上,从杠杆平衡的原则,在上面的两个设计,虽然每个权重应用于车轮的重量大,右边权重的数量很小。准确计算可以证明,总会有一个合适的位置,这样旋转(力矩)相反的方向的权重应用于车轮左右是完全平等的,相互抵消,车轮达到平衡和静止。
自来水的差异可以驱动涡轮机提供外部力量。我们可以设计永动机的自来水?在1670年代,一位意大利技师,杀菌器,提出了一个设计永动机。他设计上水箱的水会影响水车轮旋转,和水车轮将使磨机旋转,然后驱动螺旋玻璃水瓶通过一组齿轮提高水库的水到上面的坦克。在。他认为整个设备可以保持这样的运行和有效的外部工作。事实上,水流回水槽正变得越来越少,很快水槽中的水流入下面的水库,和涡轮停止旋转。
浮力也是一个设计永恒运动的好帮手。它是一个著名的浮力永恒运动设计。一系列的球,缠绕上下轮子,可以像一个旋转链。一些球在右边放置在一个容器注满水。设计师认为,如果没有水的容器在右边,左边的球的数量和对双方是平等的,和链将平衡。然而,现在右边的球浸在水中,当它们受到水的浮力,他们会推高的水,这将推动整个球的上部和下部轮子。有一个球在水面之上。下面有一个球,通过容器的底部,并补充说。
这样一个永动机没有了。是因为下面的球可以通过容器的底部而不让水漏出来吗?生产技术上困难吗?技术上的困难不是主要问题,主要问题是在设计原则。当较低的球穿过容器的底部,它是受到相同的压力容器的底部,和最低的一部分,因为它是水,这是受到很大的压力。这下行压力将抵消上述的浮力球,和水的动机永远不动。
此外,各种类型的永恒运动的设计方案,利用惯性轮,毛细作用的细管,和电磁力来获取提出了有效功率,但所有失败没有例外。事实上,在所有的永恒运动设计,我们总是可以找到一个平衡位置,在每个力相互抵消,不再有任何驱动力使它移动。所有其他永动机将不可避免地在这个平衡位置,成为non-motivated。
无尽的永恒运动设计方案科学严格的考试不及格,无情的测试实践。1775年,法国科学院宣布“科学院不会审查所有设计永动机的未来。”This shows that in the scientific community at the time, it has been recognized from the long-term experience that the attempt to create a perpetual motion machine has no hope of success.
各种永恒运动的失败的设计方案和梦想的破灭创建一个永动机是一个巨大的打击,每个人正在寻找永恒的运动。然而,反思这个探索过程的失败,它从另一侧激发人类的灵感。一些科学家已经开始想从这个消极的结论和提出的问题是否永动机不可能,或是否有法律。它使我们无法获得能量从虚无中!也就是说,有一定的转换在自然界中不同的能量之间的关系。思考在这个领域是一个线索建立能量转换和守恒原则。著名的德国物理学家和生理学家h .亥姆霍兹(1821 - 1894)开始研究的能量转换和守恒原理的永恒运动不可能实现。他在他的论文中写道:“鉴于先前实验的失败,人们…不再问“我怎么能使用各种自然力量之间的已知和未知关系创建一个永恒运动的,但问“如果永恒的运动是不可能的,什么样的关系应该有各种自然力量吗?“”
在19世纪,能量转换和守恒的原则被科学界广泛认可。这一原则指出,自然界中所有的物质都有能量,对应于不同形式的运动,和能源有不同的形式,如动能和势能的机械运动,内部热运动能量,电磁能量的电磁运动,和化学运动。可以等,它们是由各种运动形式的具体状态参数。当运动变化的形式或运动的数量变化,能量也从一种形式转换到另一个地方,从一个系统到另一个地方;的总能量在转换和传输是恒定的。
还有一个非常美妙的幻想,不违反能量转换和守恒的原则。如果空气中的热能或海水可以转化为机械功我们需要通过一个聪明的机器,它可以用之不竭的能源。发明这种机器的想法更智能的想法产生能量从稀薄的空气中。如果可以发明这种机器,还有另一个优势。一方面,我们可以拿出的热能和做的一件事,同时减少这样的事情的温度。通过这种方式,我们可以设置一些巨大的工厂海洋,海水利用的热能进行各种各样的工作,比如用它来发电。一艘船可以使用海水中的热烧不烧煤或石油。这不是一件好事能够航行在世界各地!这可以称为第二类永动机,它是不可能实现的,因为它是违反热力学第二定律。
热力学第二定律是一个客观规律,已经被无数次证明了的练习。它可以表述为:“这是不可能从单一热源中提取热量并将其转化为有用的工作没有任何影响。”That is to say, the heat engine cannot have 100% efficiency, it has to be taken from high temperature. While part of the heat absorbed by the heat source becomes useful, another part of the heat is placed in the low temperature heat source.
追求永恒运动的失败经验能给我们两个启示:首先,失败的经验也具有积极的科学研究价值。各种设计方案的永恒运动的失败,已引起人们的反思和灵感能量转换和守恒的概念。是一个线索建立能量转换和守恒的原则;其次,它必须基于科学定律。历史上追求永恒运动的人并不是因为他们没有良好的愿望,也不是因为他们缺乏勤奋学习的精神,而是因为他们所做的工作,违反了客观规律。之前,人们可以了解能源传输和转换的法律,我们只能遗憾的失败寻找永恒的运动。然而,如果今天别人设计永恒运动,他是愚蠢的。那些违反法律的科学永远不会成功。
不存在形式的永动机。永磁发电的原理是导线切割磁线。磁的切割线在磁场中受磁场的反应,所以有必要继续掌权的削减作用。简而言之,在发电机,将动能转化为电能的过程。唯一的区别是谁提供动能。对于水电站,据说,重力势能转化为动能;在火力发电厂中,煤的化学能转化为热能,然后转换成动能,通过水的相变。
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