為什么會有永動機 永動機的原理是什么
為了提供無限的能量,人們開始研發(fā)各種各樣的永動機,永動機是一種不需要消耗能量就能夠產(chǎn)生動能的東西,它們利用慣性以及力學(xué)的原,通過不斷的轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生源源不斷的動力和能量,那么為什么會有永動機呢?永動機的原又是什么呢?
人們曾經(jīng)夢想若能制成永動機,就可以在不消耗任何自然資源的情況下無中生有地獲得無限動力。永動機確實是一個極其誘人的設(shè)想!長期以來,很多人曾致力于永動機的開發(fā)研制,但是到目前為止,沒有任何一種永動機試驗成功。隨著自然科學(xué)的發(fā)展,我們逐漸認識到,永動機在工作原上是違背熱力學(xué)基本定律的,是不可能實現(xiàn)的。
熱力學(xué)的四個基本定律是自然科學(xué)中最為堅實的定律,它們是幾百年科學(xué)技術(shù)與經(jīng)驗的結(jié)晶,至今未發(fā)現(xiàn)一例違反熱力學(xué)基本定律的例子。通常把永動機分為兩類:違反熱力學(xué)第一定律的第一類永動機、違反熱力學(xué)第二定律的第二類永動機。
熱力學(xué)第一定律(即能量守恒和轉(zhuǎn)換定律)指出,自然界中物質(zhì)的能量可以從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式,也可以從一個物體傳遞給另一個物體,但是在轉(zhuǎn)變或傳遞過程中能量總和保持恒定。不消耗能量就可以作功的&ld;第一類永動機&rd;不可能實現(xiàn)。
達&iddt;芬奇設(shè)計的永動機是第一類永動機的代表作,該裝置期望利用不均衡的力矩作用使輪子繞中心軸轉(zhuǎn)動,并源源不斷地輸出動力。但是,于在某一確定的位置所有圓球產(chǎn)生的力矩恰好相互抵消,因此該裝置根本無法實現(xiàn)&ld;永動&rd;。其后,大量利用慣性力、浮力、電磁力或毛細作用的第一類永動機相繼被實驗結(jié)果所否定。早在1586年荷蘭科學(xué)家斯蒂文在《靜力學(xué)基礎(chǔ)》一書中,通過詳細討論斜面上力的分解問題,明確指出利用力學(xué)方法無法制成永動機。基于實踐和論所證明的第一類永動機不可能實現(xiàn)的事實,法蘭西科學(xué)院于1775年通過決議,拒絕審&ld;表現(xiàn)永恒運動的任何機器&rd;。
第二類永動機是只從一個能量源獲取一定動力并永遠運轉(zhuǎn)的裝置。19世紀(jì)80年代,美國的發(fā)明家甘姆埃設(shè)計了一種以液氨為工作介質(zhì)的&ld;零度發(fā)動機&rd;。甘姆埃認為,液氨從周圍環(huán)境吸收熱量,氣化后體積膨脹,推動活塞,輸出推動力,然后自動凝結(jié),放熱給環(huán)境。個循環(huán)過程中能量是守恒的,并且于能量轉(zhuǎn)換,輸出的功最終也會以熱量的形式釋放在環(huán)境中,這樣環(huán)境的能量就取之不竭,上述過程循環(huán)往復(fù)進行,就可以源源不斷做功。當(dāng)時,該設(shè)計居然得到了美國海軍和美國總統(tǒng)的認可。盡管該裝置并不違背熱力學(xué)第一定律,但卻與熱力學(xué)第二定律相悖,也是無法實現(xiàn)的。
熱力學(xué)第二定律指出,不可能從單一熱源取熱并使之完全轉(zhuǎn)換為功,而不對環(huán)境造成任何影響。熱力學(xué)第二定律強調(diào)了熱量傳遞過程的方向性,熱量可以自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移,但卻必須消耗一定量的功才有可能使熱量從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移。甘姆埃的&ld;零度發(fā)動機&rd;實際上就是一種從單一熱源獲取熱量并將之轉(zhuǎn)換為功的機械,液態(tài)氨從高溫環(huán)境中吸熱、氣化過程是自發(fā)進行的,但氣態(tài)氨的凝結(jié)放熱過程卻必須有一個溫度低于環(huán)境溫度的冷源,維持這個冷源是需要消耗能量的,因此該裝置也無法實現(xiàn)&ld;永動&rd;。
科學(xué)研究永無止境,但無中生有、不勞而獲是不可能的。盡管科學(xué)實踐已經(jīng)證明了永動機根本無法實現(xiàn),可目前社會上仍充斥著各種永動機的幻想。其實這些想法要么根本經(jīng)不起檢驗,要么實際上是使用紐扣電池等驅(qū)動的騙局。這些幻想家們往往拒絕真正的科學(xué)交流,比如有一個美國人丹尼斯&iddt;李聲稱:&ld;我們不去和世界科學(xué)家和科學(xué)刊物打交道;我們相信一個普通人根據(jù)常識能夠看到放在他們面前的證據(jù),自己做出決定;我們相信你不需要科學(xué)家來替你思考。&rd;他用這樣的反科學(xué)語言來宣傳無需消耗任何能源的發(fā)電機,其最終目的是騙取錢財。