永动机不能永动的原因?(永动机为什么不能永动?)
永动机为什么不能永动?
永动机违反能量守恒定律。
永动机是一类所谓不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。不消耗能量而能永远对外做功的机器,它违反了能量守恒定律,故称为“第一类永动机”。
在没有温度差的情况下,从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器,它违反了热力学第二定律,故称为“第二类永动机”。这两类永动机是违反当前客观科学规律的概念,是不能够被制造出来的。
扩展资料:
永动机的分类:
1、机械类永动机:妄图依靠机械内循环,对启动能量进行增益,以试图突破能量守恒。并依靠能量增益,使增益的能量输出,并将输出能分化为两部分,一部分给机械提供动力。另一部分对外做功。
2、电/磁动机永动机:属于永动机范畴,但因不具备工业实用性,被称为玩具。概念,假设概念,磁铁与电磁场互动,使得能量突破能量守恒,磁动机获得了输出大于输入。但实际上实验显示,磁动机终究会因为消磁而停止。
3、热循环永动机:试图突破热一,热二,但终究失败,温度平衡点与温度不可叠加和转化消耗上,无法在内部环境中进行百分百转化。
2017年证实了时间晶体的存在,其原子运动无需任何外界能量来维持,符合以前物理学界认为不可能存在的“永动机”,但其能量在加入额外的能量前,不可能被利用。如果时间晶体的熵不够高,晶体可能会四散成粒子,因为后者才有更高的熵值,虽然这可能需要很久的时间。
参考资料:搜狗百科-永动机
永动机无法实现永动的原因
任何机器工作时总会有能量转化,不一定所有能量都转化为有用功,总会不能避免地转化为其他形式的能量
永动机为什末不永动
在19世纪早期,不少人沉迷于一种神秘机械——第一类永动机的制造,因为这种设想中的机械只需要一个初始的力量就可使其运转起来,之后不再需要任何动力和燃料,却能自动不断地做功。在热力学第一定律提出之前,人们一直围绕着制造永动机的可能性问题展开激烈的讨论。
直至热力学第一定律发现后,第一类永动机的神话才不攻自破。
热力学第一定律是能量守恒和转化定律在热力学上的具体表现,它指明:热是物质运动的一种形式。这说明外界传给物质系统的能量(热量),等于系统内能的增加和系统对外所作功的总和。它否认了能量的无中生有,所以不需要动力和燃料就能做功的第一类永动机就成了天方夜谭式的设想。
热力学第一定律的产生是这样的:在18世纪末19世纪初,随着蒸汽机在生产中的广泛应用,人们越来越关注热和功的转化问题。于是,热力学应运而生。1798年,汤普生通过实验否定了热质的存在。德国医生、物理学家迈尔在1841?843年间提出了热与机械运动之间相互转化的观点,这是热力学第一定律的第一次提出。焦耳设计了实验测定了电热当量和热功当量,用实验确定了热力学第一定律,补充了迈尔的论证。
在热力学第一定律之后,人们开始考虑热能转化为功的效率问题。这时,又有人设计这样一种机械——它可以从一个热源无限地取热从而做功。这被称为第二类永动机。
1824年,法国陆军工程师卡诺设想了一个既不向外做工又没有摩擦的理想热机。通过对热和功在这个热机内两个温度不同的热源之间的简单循环(即卡诺循环)的研究,得出结论:热机必须在两个热源之间工作,热机的效率只取决与热源的温差,热机效率即使在理想状态下也不可能的达到100%。即热量不能完全转化为功。
1850年,克劳修斯在卡诺的基础上统一了能量守恒和转化定律与卡诺原理,指出:一个自动运作的机器,不可能把热从低温物体移到高温物体而不发生任何变化,这就是热力学第二定律。不久,开尔文又提出:不可能从单一热源取热,使之完全变为有用功而不产生其他影响;或不可能用无生命的机器把物质的任何部分冷至比周围最低温度还低,从而获得机械功。这就是热力学第二定律的“开尔文表述”。奥斯特瓦尔德则表述为:第二类永动机不可能制造成功。
在提出第二定律的同时,克劳修斯还提出了熵的概念S=Q/T,并将热力学第二定律表述为:在孤立系统中,实际发生的过程总是使整个系统的熵增加。但在这之后,克劳修斯错误地把孤立体系中的熵增定律扩展到了整个宇宙中,认为在整个宇宙中热量不断地从高温转向低温,直至一个时刻不再有温差,宇宙总熵值达到极大。这时将不再会有任何力量能够使热量发生转移,此即“热寂论”。
为了批驳“热寂论”,麦克斯韦设想了一个无影无形的精灵(麦克斯韦妖),它处在一个盒子中的一道闸门边,它允许速度快的微粒通过闸门到达盒子的一边,而允许速度慢的微粒通过闸门到达盒子的另一边。这样,一段时间后,盒子两边产生温差。麦克斯韦妖其实就是耗散结构的一个雏形。
1877年,玻尔兹曼发现了宏观的熵与体系的热力学几率的关系S=KlnQ,其中 K为 玻尔兹曼常数。1906年,能斯特提出当温度趋近于绝对零度 T→0 时,△S / O = 0 ,即“能斯特热原理”。普朗克在能斯特研究的基础上,利用统计理论指出,各种物质的完美晶体,在绝对零度时,熵为零(S 0 = 0 ),这就是热力学第三定律。
热力学三定律统称为热力学基本定律,从此,热力学的基础基本得以完备
第一类永动机为什么不能永动?
第一类永动机不符合能量守恒定律。
第一类永动机的设计原理是给予机器一个相对小的能量,然后产生更多的能量。
物理书中有例子的。
PS:热力学一般是用来解释 第二类永动机为什么不能永动的。