自古以來,人類通過安裝在河流上的水車?yán)盟Τ樗蛘咄苿?dòng)磨子磨粉。有人設(shè)想:“如果用水車運(yùn)轉(zhuǎn)抽上來的水再來推動(dòng)水車,這樣不需要河流,水車不也能永遠(yuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)下去了嗎?”(下圖)。這個(gè)設(shè)想如果實(shí)現(xiàn),自己提供動(dòng)力源(水)獨(dú)自不停運(yùn)轉(zhuǎn)的夢(mèng)幻裝置(水車)就誕生了。
這是17世紀(jì)人們研制的一例永動(dòng)水車。德國(guó)的一名技師貝可勒爾在他的書中有介紹,水車(圖中的H),通過齒輪推動(dòng)右邊的磨(M)碾谷。同時(shí),推動(dòng)左面的裝置(Q)把水送到高處。目的是被送到高處的水再次推動(dòng)水車。人們?cè)O(shè)想,這樣的話,水車就能夠自發(fā)的運(yùn)轉(zhuǎn)下去。
像這個(gè)水車那樣,無需外力、無需提供燃料而能自發(fā)地不停運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置,稱為“永動(dòng)機(jī)”。 在16世紀(jì)后半葉,以歐洲為中心,研究永動(dòng)機(jī)曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)。但現(xiàn)實(shí)是殘酷的,沒有一例獲得成功。
為什么永動(dòng)機(jī)禁止發(fā)明
永動(dòng)機(jī)是一種違反能量守恒定律的機(jī)器,該機(jī)器一經(jīng)啟動(dòng)就能永久運(yùn)轉(zhuǎn)而不需要任何能源,然而實(shí)際上這種機(jī)器是不存在的。盡管從近代開始,世界各國(guó)都嘗試制造永動(dòng)機(jī),但由于永動(dòng)機(jī)違反科學(xué)常理,因此只能是一種幻想的機(jī)器。
世界上也曾有一些永動(dòng)機(jī)的騙局:
1714年,德國(guó)人奧爾菲留斯聲稱發(fā)明了一部名為自動(dòng)輪的永動(dòng)機(jī),該機(jī)器每分鐘旋轉(zhuǎn)六十轉(zhuǎn),并能將16公斤的物體提高相當(dāng)?shù)母叨?,?dāng)他宣布了這一消息并進(jìn)行了公開實(shí)驗(yàn)后,名噪整個(gè)德國(guó)。奧爾菲留斯靠展出自動(dòng)輪獲取了大量金錢,最終由于奧爾菲留斯的太太與女仆發(fā)生爭(zhēng)執(zhí),女仆憤而曝光,原來自動(dòng)輪是依靠隱藏在房間夾壁墻中的女仆牽動(dòng)纜繩運(yùn)轉(zhuǎn)的,整個(gè)事件是一個(gè)騙局。
1984年,中國(guó)哈爾濱居民王洪成聲稱發(fā)明永動(dòng)機(jī),他利用他設(shè)計(jì)的永動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)自家的洗衣機(jī)、電扇等裝置運(yùn)轉(zhuǎn),不久騙局被揭穿,他制作的永動(dòng)機(jī)模型是用隱藏的鈕扣電池驅(qū)動(dòng)的一個(gè)電動(dòng)馬達(dá),而供應(yīng)洗衣機(jī)、電扇運(yùn)轉(zhuǎn)的則是暗藏在地下的電線,此人也因此入獄。
因?yàn)楫?dāng)今科技不夠,當(dāng)今人類發(fā)展還沒到這種科技,所以不支持發(fā)展永動(dòng)機(jī),等再過幾百年,就會(huì)出現(xiàn)真正永動(dòng)機(jī),如今人類學(xué)的都是能量守恒定律自然定律,人類真的無知,會(huì)出現(xiàn)永動(dòng)機(jī)的,時(shí)間會(huì)證明一切,我們只能順應(yīng)當(dāng)今時(shí)代,禁止發(fā)明
為什么永動(dòng)機(jī)不能存在
因?yàn)閯?dòng)摩擦消耗能量,而永動(dòng)機(jī)又必須動(dòng),同時(shí)能量守恒。即動(dòng)就要消耗,就不能守恒,所以永動(dòng)機(jī)不能存在。
永動(dòng)機(jī)不存在是由能量守恒定律決定的,在理想狀態(tài)下,你所描述的那種十字架轉(zhuǎn)動(dòng)裝置在被人為轉(zhuǎn)動(dòng)之后是可以一直轉(zhuǎn)動(dòng)的,這里的理想狀態(tài)是指沒有外界阻尼作用,無摩擦狀態(tài),而且所處的參考系為慣性參考系,但是這種裝置仍然是沒有意義的,因?yàn)闊o阻尼作用就給這種裝置判了死刑,我們需要的永動(dòng)機(jī)是需要實(shí)際向外輸出功率的,就是說跟電機(jī)一樣帶動(dòng)其他裝置才有實(shí)際價(jià)值,然而很明顯帶動(dòng)其他裝置時(shí),會(huì)受到外界給予的對(duì)于所謂永動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的來說的阻尼作用??!所以,即使在理想狀態(tài)下,永動(dòng)機(jī)也是不可能實(shí)現(xiàn)的。
永動(dòng)機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的原因是能量不能憑空產(chǎn)生。
每個(gè)分支放上鋼珠當(dāng)然可以,但那不是永動(dòng)機(jī),是人往上放鋼珠,鋼珠的勢(shì)能是人給的。
如果沒人往上放,鋼珠不會(huì)自己跑到上面去。
如果你以為鋼珠會(huì)因?yàn)榱硪贿叺匿撝榈闹亓Χ蛏蟿?dòng),那另一邊的鋼珠為什么不會(huì)因?yàn)檫@邊的鋼珠的重力而往上動(dòng)呢?要是兩邊都會(huì)往上動(dòng),那不是說明鋼珠自己會(huì)飛嗎?
這是有人設(shè)計(jì)的永動(dòng)機(jī),可是它該往哪邊轉(zhuǎn)呢?
看看這些算是永動(dòng)機(jī)嗎?
波義耳永動(dòng)機(jī)
一些著名的科學(xué)家也進(jìn)行過永動(dòng)機(jī)的研制。以提出波義耳定律(描述氣體的體積和壓力之間的關(guān)系)而聞名的英國(guó)化學(xué)家羅伯特·波義耳(Robert Boyle,1627~1691),研制了利用毛細(xì)現(xiàn)象的“波義耳永動(dòng)機(jī)”(見下圖)。
毛細(xì)現(xiàn)象,是因?yàn)樗谋砻鎻埩?,水面?huì)沿著容器壁上升。因此,在這個(gè)永動(dòng)機(jī)中,水會(huì)被細(xì)玻璃管吸上來。然而,水會(huì)循環(huán)嗎?不會(huì),水不會(huì)離開容器壁而連續(xù)從管內(nèi)流出。
圓盤+鐵球=永動(dòng)機(jī)?
如下圖,放在當(dāng)中的鐵球能夠產(chǎn)生使圓盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的力矩。有人認(rèn)為,只要沿著順時(shí)針方向推它下,圓盤就會(huì)一直旋轉(zhuǎn)下去。
然而,內(nèi)部小球逆時(shí)針的力矩和順時(shí)針的力矩,整體是平衡的。因此,只要推他的手一離開圓盤,它就停止旋轉(zhuǎn)了。
磁鐵小球永動(dòng)機(jī)
如下圖,受磁鐵吸引的鐵球爬上軌道,再從洞中落下。它能夠再次爬上軌道、重復(fù)運(yùn)動(dòng)嗎?
實(shí)際上,如果磁鐵很強(qiáng),鐵球會(huì)被直接吸到磁鐵上,或者直接掉入洞里之后停在軌道上某個(gè)磁力和下滑力相平衡的位置。如果磁鐵較弱,鐵球大概爬不上軌道。
浮力永動(dòng)機(jī)
如下圖。串在一起的浮子,只有右邊的浮子受到浮力,它們是否能夠不停地逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)?
了把浮子壓入水槽的底部,需要有比它在水槽底部受到的水壓更大的力(假定不考慮底部會(huì)漏水)。水槽中的浮子受到的浮力(使裝置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的力),不會(huì)比它受到的水壓大。
以上是人們研制的各種各樣的永動(dòng)機(jī)的例子。不管利用重力、毛細(xì)現(xiàn)象、磁力還是浮力作為動(dòng)力源,都以失敗告終。
科學(xué)造詣很深的文藝復(fù)興時(shí)期的畫家列昂納多·達(dá)·芬奇(1452~1519)也畫有永動(dòng)機(jī)的草圖,但是,他得出的結(jié)論是,“這樣的裝置是不可能的”。
永動(dòng)機(jī)對(duì)外做功,就是把自己的能量傳遞給外部,相當(dāng)于自己能夠產(chǎn)生能量、并把能量不斷提供給外部。這明顯違反了能量既不增加也不減少的能量守恒定律。在能量概念確立之前,就像河水推動(dòng)水車一樣,人們的主流認(rèn)識(shí)是認(rèn)為自然界的萬物都是能夠自發(fā)運(yùn)動(dòng)的。所以人們就設(shè)想自然也一定會(huì)產(chǎn)生一種能量為人們利用,其產(chǎn)物就是對(duì)永動(dòng)機(jī)的研究。
能量守恒定律的出現(xiàn),否定了之前所有的那些自發(fā)產(chǎn)生能量的永動(dòng)機(jī)。違反“能量守恒定律”(熱力學(xué)第一定律)的永動(dòng)機(jī),稱為“第一類永動(dòng)機(jī)”。上述的這些永動(dòng)機(jī),都是第一類永動(dòng)機(jī)。
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