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既然没有永动机,那为什么分子可以不停地做无规则运动?
永动机,分子,能量既然没有永动机,那为什么分子可以不停地做无规则运动?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
回答于 2019-09-11 08:43:50
分子的运动都有一个力促使它,否则是不会运动的,宇宙中任何物体的运动都有一个力促使,比如地球的运转也要靠太阳之力来推动它。
回答于 2019-09-11 08:43:50
准确理解【永动机是伪命题】有两个要点,即:永动机的定义、封闭系统的定义。
请注意:永动的自然物≠永动的人造机
要点1:永动机,特指人类可从一个封闭体系,直接摄取其所含能量作为人造机器的能源。这与「物质总在运动」不可相提并论。
有人把【永恒运动的自然物态】与【动力传递的人造机器】混为一谈,这是典型的逻辑错误。以下用排除法证伪。
排除1,永恒运动的诸如星际物质、大小行星、各种恒星之类的宏观天体,都不是永动机;它们不是人造的机器。
排除2,永恒移动的诸如大小分子、大小原子、亚原子包括约束性的电子、核子与离子、各种等离子体之类的微观粒子,都不是永动机。它们不是人造的机器。
排除3,永恒波动的诸如引力场、电磁场、热力场、各种场量子,包括引力子、光量子、声量子、核子内部的玻色子,都不是永动机。它们不是人造的机器。
要点2:封闭体系,特指一个系统与外界是隔绝的,没有质量与能量的交换,并遵守质量、能量、动量、电量与信息之五大守恒。
具体解释如下
封闭系统内部粒子运动的能量,是只够保障粒子原有运动的能量,不可被人类挪作它用,包括:原有的内能不可挪用,原有的动能不可挪用,原有的辐射能不可挪用。
即使在一个不稳定或有位能差的系统内部安装一个热泵,也至多获得短期的过渡性能源,当达成热平衡时,热泵就无法继续工作。
对于水力发电站,把短期利用水库仅有的水力势能看成一个封闭系统,等到水库的泄洪势能转化为发动机轴功率殆尽,则会停止发电。
核电厂一次装填核燃料的状态,作为一个封闭系统,只能利用仅有的半衰期活度,等到核衰变释放的核子结合能殆尽,则停止发电。
无论是水力发电站还是原子能发电厂,除了仅有的短期势能差,还有传递机构不可避免的摩擦力损耗,也迫使发电机能量阻尼衰减。
原子封闭系统的核外电子与核电荷之间的库仑力提供的核外电子动能(½m₀v²),只够核外电子维持自我生存方式的电势能(ke²/r)。
½m₀v²=ke²/r
与此同时,该原子对外表现的原子光谱辐射能(hf)也只够此处的电磁场自身波动。
而光电效应,必须从外界获得加速电源或加速热源,才可能生产相应的光电子电流源。
eU=½m₀△v²=h△f
这已不是封闭系统了。
把一个或几个永久磁铁机构看成一个封闭系统,该系统对铁钴镍工件的引力势能也是一次性的能源,不可能从已吸住的低能态自动回到起初的高能态进而成为往复运动的发动机。
这也是热力学第二定律「低能位不可自动回到高能位」,是不可违背的熵增加原理。
回答于 2019-09-11 08:43:50
永动机,如果仅从字面上理解,很容易造成误解,会误认为“永动机就是永远转动的机器或者一直在运动的物体”。其实并不是这样的,运动本身并不一定需要外力作用,牛顿定律已经告诉我们这点,比如匀速直线运动并不需要外力作用,物体在没有外力作用下能够一直保持匀速直线运动。
永动机有两种概念,我们通常说的永动机多数情况下术语第一种:在没有外界能量输入情况下能持续对外做功的机器,它违反了能量守恒定律,是不可能存在的。
所有,永动机存在与否,与“分子可以不停地做无规则运动”并没有任何关系,这与“永动机与永远做匀速直线运动没有任何关系”是一个道理。
永动机有一个重要前提:就是必须要做功,而不是运动。
而分子做无规则运动可以用热力学解释,分子的不断运动表现出来就是温度的高低,运动速度越快温度越高,速度越慢温度越低,而纯理论分析在绝对零度分子运动停止,但这是不可能发生的,绝对零度仅仅是理论上的最低值,实际上是不可能达到的,就像“光速是速度极限”一样。
从量子力学的不确定性也能够理解这点,不确定性决定了微观粒子的位置与动能的不确定性乘积大于零,这意味着粒子的动能不可能为零。
对于永动机,有些人经常认为“地球一直转动45亿年”就是永动机,这也是对永动机概念的误解。地球转动45亿年完全是惯性在起作用,与永动机没有任何关系!
回答于 2019-09-11 08:43:50
这个提问很有意思。
永动机是无需外部能量,能永不休止做功的机器。
感觉分子运动应该是分子间互相碰撞,并进行能量传递的一种运动形式。并且,在这个微观世界的能量传递中,没有产生能量损耗。
回答于 2019-09-11 08:43:50
看了许多回答,真是为我们国家的教育感到担忧!很多人对小鲜肉的八卦了如指掌,确不知道科学界的波尔是谁!
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