科幻与现实:永动机

◇更新整理:   ◇浏览:304次   ◇更新时间:2012-09-13  

 


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艾西莫夫有部小说 The Gods Themselves,虽然内容主线不是在说永动机,但当中的主线题材称做 Electron Pump,可以无中生有的产生出能量来,从某些程度上和永动机有着异曲同工之妙。Electron Pump 为它的发明人带来了名声和财富,但最后却发现这些「无中生有」的能量其实是在另一个平行宇宙过来的,在一串连锁反应后,最终会让我们的太阳超新星爆炸。yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
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没人知道永动机究竟存不存在,或是真的造出来了,会有什么影响。但关于永动机最永恒不变的事,大概就是人们永远不会停止尝试吧 XD。记得最近的一个例子就是 Steorn 的 Orbo,曾经宣腾一时,结果最后还是无疾而终(但他们显然没放弃)。从科学上来说,永动机被认为是不可能的 -- 在科学上讲不可能不是件好事,因为这会阻止进步,但在永动机的例子中,要让永动机在科学上实现,要破坏的物理定律太多了,以至于只要有一个确定的永动机出现,物理学就要全部重写的地步。yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
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让 永动机无法实现的科学原因主要有两个:热力学的第一定律(能量守恒)表明了在一个封闭的系统内,不会无缘无故地冒出新的能量来,而热力学的第二定律则表明 了任何系统内的熵只能增加,即在没有外界输入能源、能量的情况下,粒子最终都会慢慢停止,直到所有的粒子携带的能量相同 -- 没有能量差,自然就无法产生功了。yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
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依照上面两个定律,可以将永动机分成三类:yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
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  • 第一类永动机 - 可以无中生有产生出能量。这种永动机违背了热力学第一定律,但可以无视第二定律,因为有个未知的能量源不停地产生能量差。
  • 第二类永动机 - 可以将系统内渐趋平衡的能量差,重新拉开。如果拉开前和拉开后的总能量是一致的,那就没有违背热力学第一定律,但相对的,这样的永动机违背了第二定律。
  • 第三类永动机 - 没有任何摩擦力的机器。「没有任何摩擦力」本身是不可能的,所以这也被归类在不可能的机器的行列,但我们可以做得非常接近这个理想。这种机器没有违背任何热力学定律 -- 没有能量凭空出现,而且能量一但拿来做功了,就会从系统中消失。yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
     

历史上有不少颇有名的永动机设计,接下来介绍几个例子给大家:yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
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Taisnerius 的永动机yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
 

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Johannes Taisnerius 是位耶稣会的神父。整个系统一颗强磁铁,一颗铁球,和两个斜坡所组成。理论上铁球会被磁铁拉上斜坡,再从洞里掉下去,回到开始的地方,从而不停地运作。问题呢?任何强到足以将铁球拉上去的磁铁,自然不可能放铁球从洞里再掉下去啰!yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
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First Perpetual Motion Machineyxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
圆盘与棍永动机yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
 

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这是最早的永动机概念之一,在理论上,因为一边的力矩大(球伸得远),另一边力矩小,因此轮子应该会一直转下去。问题呢?力矩小的那边球比较多,因此质量比较大,抵消掉了另一边产生的力。yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
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永动水车yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
 

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这也是个被用到烂的永动机概念。水从上往下流的水力,足以带动一个抽水的系统将水再抽回去。问题是,水车产生的功带动抽水机所抽的水,永远少于将水带上去所需要的能量啊...yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
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炼式水车yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
 

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链子上的球是用密度小于水的材料制成的,在水中产生的浮力,会让整个装置转动。问题是,要将一个小球压回水中的力,和上方所产生的浮力相当,所以放着不动的话,它会是平衡的。yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
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水压yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
 

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在一般想法中,很容易以为体积大的水体,压力比较大,所以在上图的例子中似乎水理应从细管子里流出来才对。可惜,这世界不是靠「一般想法」在运转的啊 XD。yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
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上面几个是比较古老,也比较容易解释为什么会失败的永动机。到了近代很多所谓的「永动机」都利用了多种非常「先进」(或至少听起来如此)的理论,像量子理论、黑暗能量之类的,反而没办法像上面那样一张图,一句话就解释完了。但唯一可以肯定的是,不管这些发明人说的多么天花乱坠,目前还没有永动机在公开环境下展示的例子。不要说第一类永动机了,就算是能发明第二类永动机的人,都能立即名垂青史吧!yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家
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看来,只能继续做梦了...yxc强力磁铁厂家_东莞磁铁厂家

 

◇标签:磁铁

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