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永动机为什么不可以实现?
永动机,能量,动能永动机为什么不可以实现?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
永动机是①不需外加动能或者②只用有限位能就能永久对外作功的机械。
根据本定义,有两类永动机:
第一类永动机——不需外加动能就能对外永久作功,违背热力学第一定律:
逻辑式:Ek(动能或位能) ↹ Q(热能或作功)
解析式:Ek=½mv² ↹ Q=1.5kT,Ek≡Q
大实话:一份能量,只发一份热。
例7,2.0L发动机的小汽车加了1箱70升汽油,①部分能量用于跑700千米动能,②部分能量用于各种摩擦热能。显然,汽车原本能源有限,不再外加能量,发动机不能永久作功。
第二类永动机——只用有限位能就能对外永久作功,违背热力学第二定律(dS=dQ/T≥0):
逻辑式:位能(即势能差) ↹ 动能(转化为热功)
解析式:△mc² ↹ ½mv²,即△Ep≡Ek或Q
大实话:水向低处流,覆水难收。
▲达芬奇设计的永动机。
例8,半径为R的竖直大转盘,边缘分布几个质量为m的物件,施加有限初始策动的线动能为Ek₀,使转盘做逆时针旋转。分析如下:
最低位置位能:△Ep₀=mgh₀。令h₀=0
转盘左侧位能:△Ep(左)=mgh,h是垂直高度
转盘右侧位能:△Ep(右)=-mgh,\"-\"指负能量
外加初始动能:Ek₀=½mv²,用来补偿热损
各种摩擦热损:Q'=Q'₁(轴摩擦)+Q'₂(空气阻力)
显然,转盘左右各点的正负位能,成轴对称分布而总和为零:Σ△Epi+Σ△Epi(右)=0。
若不外加初始动能,转盘不可能旋转。若提供外加初始动能,该动能的惯性力用来克服机件摩擦力与空气阻力,直至初始动能耗费殆尽,即:Ek₀+Q'=0,转盘最终停转。
例9,从海水中设置的海浪发电机,能源来自发电机装置系统外的持续提供浪涌水位能,这是海浪环境外加的能源,与永动机模式无关。
例10,核电厂能源主要来自放射性元素富中子内电子抗简并压所释放β射线(光电子)的位能,但核燃料有半衰期,不可能永久提供核动力。
强磁发动机关键是要补偿“负位能”
最有前途的高效能无工质发动机,或许是利用铁钕硼超强感应线圈元件制作的发动机,叫瑟尔效应机(Searl Effect Generator,SEG)。
瑟尔机原理:利用磁墙约束电子轨速导致超低温超真空,只需励磁电流,即可四两拨千斤。
▲朱棣文激光制冷效应(获诺奖)示意图
这种磁墙式“冷效应发动机”远比激光制冷与其它的“热效应发动机”厉害数十倍。
不管设计如何精致,发动机必须有旋转机构,这与上帝涉及亚原子自旋与旋进是同一逻辑。
问题是:任何旋转机构,必然涉及“正负位能之轴对称的零和游戏”,不管钕铁硼元件磁力厉害无比,既有正吸引过来的正能量,也有反吸引回去的负能量,这才能实现往复循环。
▲绿色云雾代表铁钕硼线圈元件感应磁场叠加所产生的磁墙,大大束缚了墙内所含核外电子的绕轨的运动速度,大大降低了电子简并压。
这就不得不,需要持续提供励磁能源——哪怕假定用磁悬浮轴承没有摩擦损耗,必须外加励磁能源——这就是在厉害的节能机器,也不可能实现永动机。
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回答于 2019-09-11 08:43:50
对于这个问题,首先要从热力学第二定律(能量守恒定律)说起:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。
如果永动机真的可以造出,除非在永动机做机械运动时能量不会损耗,不会存在以摩擦产生内能等其他形式能量的转化。
从目前技术水平来看,要想使运动的机械不产生内能的转化是无法达到的,从而也说明在机械运动过程中必然存在能量的损失,总有能量耗尽之时,故永动机无法造出。
回答于 2019-09-11 08:43:50
不服您可以去试试
回答于 2019-09-11 08:43:50
永动机没有实用价值,根据物理学定律又是造不出来的。假设造出来了,要是用来为别的不是永动的机械供能,最后会不会被拖得停下来?
历史上人们为了机械可以永远运行下去,有人钻研永动机,目的是持续不断输出能量,用来为设备供能,从而大大提高生产效率。而各种设备没有一个是可以完全隔绝热量不外泄、运行在绝对的真空环境中,即便在宇宙空间内也不是绝对真空。所以即便有永动机,总不能把它锁在某个地方让它自己动吧,大眼瞪小眼的在那看着,那有什么意思?如果用于给别的设备供能,始终是要被别的设备给拖停了,那费那么大力气造这么一玩意儿有什么用?还不如研究整套设备系统,降低能量损耗,提高能量应用效率。
有人说核反应堆可以叫做永动机,但是核反应也是会逐渐衰弱的,等到无法为单一设备供能的时候就算完了。核裂变反应堆是如此,核聚变反应也是如此。现代科学家们没人会再费力造这玩意儿,而是在大力发展清洁高效能源的同时发展高效的节能技术,提高能源的利用效率。目前人类利用化石能源、核裂变释放能量的效率都不足50%,还是很低的。只有少数人还怀抱着永不可实现的梦想,希望靠永动机挣大钱、出大名。
永动机在于不摄入外界能量,而可以对外做功。即违反能量守恒定律,也违反热力学定律。前者能量不会凭空产生,宇宙的总能量不会增加;后者局部熵不断降低而不从外界输入能量,最终使得系统的熵越来越低,最后崩溃。
动图所示,只能自己相对长时间的动,却不能向外输出做功的能量,就看它自己在那转,你觉得有意思么?
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