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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:
微观世界是另外一番景象,用宏观运动的规律无法解释!除了牛顿第三定律,牛顿其它两个定律不适合微观领域。
题主的问题,也是18~20世纪困扰科学大咖的问题,幸好都被解决了,同时也诞生了卢瑟福、费曼、海森堡、普朗克、薛定谔、波尔、爱因斯坦等物理大咖,同时也诞生一门新的学科:量子力学。它完全颠覆了我们的世界观,甚至是人生观!
读一下量子力学的科普书,你可以了解到在微观世界能量是可以不守恒的,铁是可以变黄金的,电子是可以转一辈子而不消耗卡路里的,一个人同时出现在两个地方是有道理的!当然,分子也是可以不停运动下去的!
量子力学看起来如此怪异,这是因为我们看惯了宏观物体运动规律,这是一种感性认识。量子力学不是一门玄学,它与宏观运动规律并不矛盾,它不但适用于微观领域,而且也适用于宏观领域,反之却不行。
量子力学并不是高高在上,它与我们的生活息息相关,例如:我们正在发帖子的手机用的芯片,核电站,你家新车选装的可以亮瞎眼的激光大灯,一次性餐具辐射消毒,伽马刀,CT,核磁共振,这些都量子力学发展的成果。
回答于 2019-09-11 08:43:50
永动机光光运动可不够!永动机的概念是不添加任何物质与能量的同时益增出能量的机器!质能守恒定律在常规状态下是无法被打破的!能量密度在超过临界值才会有戏可唱!找到这样的空间方能实现真正意义上的永动!传说中的负能量或许可以,数学意义上的高维度有可能也行,曲泡的内部看来也行,黑洞的动态引力场也有机会成为永动!有人说太阳是永动机,No.主流认为它只是将大量氢聚变成氦,原子核质量差的悄悄减少才永不停歇的向外辐射能量!引力场控制其实也不算,月球每年以3.7厘米的速度在逃逸出地球重力场控制范围终有一天它会被引力弹弓强行抛出去!至于整个宇宙是不是永动,不好说啊,因为我们只是在光速中看宇宙,天知道一光年开外现在到底是怎么样了,也许已经不存在了,那可是一年前的光影!至于分子为何可以运动呵呵是热量,如果你够牛逼可以将分子温度搞到绝对零度它会被完全“冻住”!
回答于 2019-09-11 08:43:50
分子运动的原始能量来自宇宙大爆炸,运动快慢的体现就是温度,分子运动的能量仍然遵循能量守恒定律。物体温度降低,运动变慢,能量由内部转移到外部。物体温度升高,运动变快,能量由外部转移到内部。分子运动看似是永动的,是因为外部始终有能量输入,比如我们地球始终在太阳的照射下,分子运动得以维持。如果没有外部能量输入,物体将会冷却,分子运动会变慢,因为物体会向外辐射红外线,但任何物体也无法达到能量只输出不输入的状态。即使在宇宙深处,远离恒星的地方,也存在宇宙微波背景辐射,这是宇宙大爆炸的余温,温度大概是-270.15摄氏度,这个温度在绝对零度以上,能够维持分子运动,尽管运动十分缓慢。因此分子运动不是永动,而是有能量输入来支持,宇宙大爆炸的余温确保了温度不会达到绝对零度,确保了分子运动不会停止。如果太阳消失,地球开始冷却,最后的温度将和宇宙的余温一样,3K左右。
回答于 2019-09-11 08:43:50
热力学第三定律,好像没记错吧?这个是最让人绝望的定律,宇宙最终归于寂静,什么都停滞了,包括分子电子,整个宇宙都会到绝对零度
回答于 2019-09-11 08:43:50
咱先来讲一下为什么永动机不能实现。
永动机分为两类,即第一类永动机和第二类永动机(这名字起的是有多随意)。
第一类永动机
第一类永动机违背了热力学第一定律,即能量守恒定律。
比如说一个电风扇,众所周知,电风扇消耗电能,从而输出机械能。试想,如果我给电风扇安装一个发电装置,使电风扇转动时能够发电,并且供自己转动,这样不就永动了嘛,但这是不可能实现的。
原因如下:能量是守恒的,假如扇叶转动产生100J机械能,那么消耗的电能就是100J,如果使扇叶持续转动,那么电风扇会经历这样一个过程:100J机械能——100J电能——100J机械能——100J电能……但是,若果这样,电风扇就不能向外输出能量,话句话说,如果电风扇向外输出能量,就不能使自己保持持续转动。
热力学第一定律的提出,宣布了第一类永动机的死亡。
第二类永动机
第二类永动机违背了热力学第二定律,即不能从单一热源吸热,使之完全转化为有用功而不产生其他影响。
第二类永动机的初衷是吸收空气,海水等物质中的热量,并源源不断的转化为机械能,听起来似乎是可行的,那么,为什么现在科学还没有实现呢?
举个例子,相信大家都听说过蒸汽机,蒸汽机的工作过程大致如下:燃料燃烧释放大量的热——加热水产生大量水蒸气——推动机械运动,那假如我把燃料换成一个可持续供热的热源,是不是就可以使机械一直运动呢?答案是否定的,其一,热量的传递需要温度差,若水的温度增加到与热源温度相同,就不会再继续吸收热量。其二,水并不是用之不尽的,当这些水全部汽化后,并没有使水重新液化的环境。
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