第二类永动机简介
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概括来说热力学第二定律的表述主要包括两个方面:1热机和热电偶发电。
系统中,利用机械能形成温度差所消耗的能量大于利用此温度差形成的能量转化所产生的能量。
2压缩气体做功。
利用机械能压缩气体所消耗的能量大于做功形成的能量。
热力学第二定律说明的是第一代第二类永动机不能做成功。
总的来说热力学第二定律表明:机械能能压缩气体、形成温度差,此过程熵增加了。
本理论表明:浓度差的形成是不依靠机械能。
热力学第二定律与本理论的区别是:形成做功的条件是否要依靠机械能。
图(1)中,在重力势能转化为机械能时,水的流动产生的浓度差,是不依靠任何能量的。
图(2)中,浓度差的形成是依靠电势能,也不是依靠机械能。
本理论是第二代第二类永动机。
在热力学第二定律基础上,第二代第二类永动机的创新是:不依靠机械能产生温度差、压缩气体。
在用“墙”隔离的两个房间内开一道”弹力门” ,此“门”只充许一个分子通过,A房间有门框,门两边没有把手,只能推门。
熵增的热力学理论只能表明:B房间的几率大的分子更喜欢去推门,A房间有门框,分子推不开门,不能进入到A房间;A房间的几率小的分子偶尔去推门,房间没有门框,分子能推开门,进入到B房间。
再在墙上增加一个通道,B房间的几率大的分子进入到A房间比A房间的几率小的分子进入到B房间多,产生扩散·降温。
这样就能源源不断的得到热能。
它并没有违背熵增的热力学理论。
说明第二代第二类永动机是可能存在的。
分析:图(1)中,溶液的密度大于水的密度,半透膜只允许水通过,根据渗透、反渗透、液体压强和连通器的知识有[-e水 g(h1+h2+h3)+e水gh2+P1+elgh3+(-P2)]=0。
溶液的浓度平衡可知:溶液的浓度处处相等。
有上方半透膜水产生的渗透压与下方半透膜水产生的渗透压大小相等、方向相反。
即P1+(-P2)=0。
有h1=(el- e水)h3/ e水。
再利用水面的高度差h1,做成利用水的重力势能的动力机械有:递增函数f(P1-P2)=h1=[(el- e水)gh3+(P1-P2)]/ e水g,-(el- e水)gh3小于、等于P1-P2小于、等于0。
浅谈第二类永动机化工(4)班赵智君第二类永动机产生的历史背景在热力学第一定律问世后,人们认识到能量是不能被凭空制造出来的,于是有人提出,设计一类装置,从海洋、大气乃至宇宙中吸取热能,并将这些热能作为驱动永动机转动和功输出的源头,这就是第二类永动机。
历史上首个成型的第二类永动机装置是1881年美国人约翰·嘎姆吉为美国海军设计的零发动机,这一装置利用海水的热量将液氨汽化,推动机械运转。
但是这一装置无法持续运转,因为汽化后的液氨在没有低温热源存在的条件下无法重新液化,因而不能完成循环。
1820年代法国工程师卡诺设计了一种工作于两个热源之间的理想热机——卡诺热机,卡诺热机从理论上证明了热机的工作效率与两个热源的温差相关。
德国人克劳修斯和英国人开尔文在研究了卡诺循环和热力学第一定律后,提出了热力学第二定律。
这一定律指出:不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响。
热力学第二定律的提出宣判了第二类永动机的死刑。
“饮水鸟”永动机“饮水鸟”永动机解释饮水鸟只要有水就能动,这已经是客观事实了,我桌子上就有一个。
你可能说缺水时不就不能动了么。
那你可以将饮水鸟放在河边、湖边,海边。
然后转动处加个发电机就可以发电了。
你可能说这发电量太小吧。
那为什么不改进下呢,做个较大型的鸟,做上成千上万个。
反正是一次性投入,已经不用任何投入,便有源源不断的电传出来了。
在没有温度差的情况下,从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器,它违反了热力学第二定律,故称为“第二类永动机”。
第二类永动机的发展前景而本文的研究认为,“热力学第二定律”是错误的,第二类永动机是能实现的。
关于热力学第二定律的解释为:关于内能和其它形式能量,(如机械能、电磁能等)的特殊转化规律,解决热现象,有关实际过程的方向性问题。
它有不同表达方式,(1)克劳修斯表述:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
工程热力学第五章思考题5-1 热力学第二定律的下列说法能否成立?(1)功量可以转换成热量,但热量不能转换成功量。
答:违反热力学第一定律。
功量可以转换成热量,热量不能自发转换成功量。
热力学第二定律的开尔文叙述强调的是循环的热机,但对于可逆定温过程,所吸收的热量可以全部转换为功量,与此同时自身状态也发生了变化。
从自发过程是单向发生的经验事实出发,补充说明热不能自发转化为功。
(2)自发过程是不可逆的,但非自发过程是可逆的。
答:自发过程是不可逆的,但非自发过程不一定是可逆的。
可逆过程的物理意义是:一个热力过程进行完了以后,如能使热力系沿相同路径逆行而回复至原态,且相互作用中所涉及到的外界也回复到原态,而不留下任何痕迹,则此过程称为可逆过程。
自发过程是不可逆的,既不违反热力学第一定律也不违反第二定律。
根据孤立系统熵增原理,可逆过程只是理想化极限的概念。
所以非自发过程是可逆的是一种错误的理解。
(3)从任何具有一定温度的热源取热,都能进行热变功的循环。
答:违反普朗克-开尔文说法。
从具有一定温度的热源取热,才可能进行热变功的循环。
5-2 下列说法是否正确?(1)系统熵增大的过程必须是不可逆过程。
答:系统熵增大的过程不一定是不可逆过程。
只有孤立系统熵增大的过程必是不可逆的过程。
根据孤立系统熵增原理,非自发过程发生必有自发补偿过程伴随,由自发过程引起的熵增大补偿非自发过程的熵减小,总的效果必须使孤立系统上增大或保持。
可逆过程只是理想化极限的概念。
(2)系统熵减小的过程无法进行。
答:系统熵减小的过程可以进行,比如系统的理想气体的可逆定温压缩过程,系统对外放热,熵减小。
(3)系统熵不变的过程必须是绝热过程。
答:可逆绝热过程就是系统熵不变的过程,但系统熵不变的过程可能由于熵减恰等于各种原因造成的熵增,不一定是可逆绝热过程。
(4)系统熵增大的过程必然是吸热过程,它可能是放热过程吗?答:因为反应放热,所以体系的焓一定减小。
但体系的熵不一定增大,因为只要体系和环境的总熵增大反映就能自发进行。
第二类永动机能实现吗——余晓辉论热力学第二定律什么是第二类永动机?从单一热源吸热使之完全变为有用功,而不产生其它影响的热机称为第二类永动机。
简单地理解,如果实现第二类永动机,那么我们有可能让海洋降低温度而从中获得取之不尽、用之不竭之能量。
与第二类永动机相关的是所谓的热力学第二定律。
克劳修斯认为,不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。
开尔文则认为,不可能制成一种循环动作的热机,从单一热源取热,使之完全变为功而不引起其它变化。
此二人的表述就是所谓的热力学第二定律。
这个定律看上去很费解,究竟是什么意思呢?其实此二人也不完全懂得该所谓定律的意义,所以论述之含义不清。
让我们来看看究竟什么是热力学第二定律。
在地球的重力系统中,物体从高处降落到低处,会释放重力势能给其他系统。
即物体从一种高势能状态转变到低势能状态时会向其他系统释放势能。
在地球的重力系统中,这种势能是重力势能,重力势能的大小与物体距离地球的位置高低有关。
而在热力学系统中,这种势能是热势能,热势能与物体的温度有关。
高温物体变为低温物体时会释放热势能给其他系统。
但是在传统热力学中,没有引入热势能的概念,从而导致热力学概念认识模糊混乱。
我们现在从热势能的角度看看,热力学第二定律究竟表达了什么样的物理规律?一个热力学系统物体从高温的高热势能状态,转变为低温的低热势能状态,需要通过另外一个低温热力学系统物体经热传导而实现,因为高温的物体本身不能自发实现这样的变化,必须是通过不同物体系统相互作用而实现,没有系统的相互作用,则高温物体保持状态不变,而低温物体不能向高温物体实现热传导,这是因为热势能只能从高温物体向低温物体传导。
这就是所谓的热力学第二定律的内涵。
那么热力学第二定律真的正确吗?表面看似乎很正确,其实是不正确的。
对于单纯的单一热力学系统,热力学第二定律是正确的。
所谓单纯的单一热力学系统,就是这个系统只有热势能。
但是,事实上存在各种复合系统,即一个系统中存在多种不同类型的子系统,譬如说,一个磁石物体,既有热势能,又有磁势能,所以是一个复合系统,这样的一个系统之状态发生变化时,可以不受热力学第二定律之限制,即当磁势能发生变化时,该物体的热势能也可能发生变化,从而使该物体未经热传导而实现升温或者降温变化,在这样的过程中,热势能会与磁势能相互转化。
第二类永动机相关讨论第二类永动机简介及举例第二类永动机原理及可行性总结趣味延展热能二班李兵火学号20110403210一第二类永动机简介及举例定义:永动机是一类所謂不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。
而从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其它影响的热机称为第二类永动机。
只有单一的热源,它从这个单一热源吸收的热量,可以全部用来做功,而不引起其他变化。
人们把这种想象中的热机称为第二类永动机。
注:所谓“单一热源”(single reservoir),是指温度均匀并且保持恒定的热源,如果热源的温度不是均匀的,则可以从温度较高处吸收热量,又向温度较低处放出一部分,这就等于工作在两个热源之间了。
热机做功需要有两个热源,从高温热源吸热,向低温热源放热,吸热量与放热量之差就是做功量. “单一热源”是指温度均匀并且恒定不变的热源。
在热力学中所提到的热源,一般是指热容量很大的物体或装置。
当从外界吸收热量时,它的温度并不上升;而向外放热时,它的温度并不降低。
附热力学第二定律:①热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体(不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化,这是按照热传导的方向来表述的)。
②不可能从单一热源取热,把它全部变为功而不产生其他任何影响(这是从能量消耗的角度说的,它说明第二类永动机是不可能实现的)。
在①的讲法中,指出了在自然条件下热量只能从高温物体向低温物体转移,而不能由低温物体自动向高温物体转移,也就是说在自然条件下,这个转变过程是不可逆的。
举例:历史上首个成型的第二类永动机装置是1881年美国人约翰·嘎姆吉为美国海军设计的零发动机,这一装置利用海水的热量将液氨汽化,推动机械运转。
但是这一装置无法持续运转,因为汽化后的液氨在没有低温热源存在的条件下无法重新液化,因而不能完成循环。
所以这是一个错误的永动机设想。
二第二类永动机原理及可行性在热力学第一定律问世后,人们认识到能量是不能被凭空制造出来的,于是有人提出,设计一类装置,从海洋、大气乃至宇宙中吸取热能,并将这些热能作为驱动永动机转动和功输出的源头,这就是第二类永动机的设计原理。
第三类永动机别莱利曼在《趣味物理学》中写了不少关于永动机的故事.有一个人生城建成了永动机,呼吁专家去鉴定.后来真的去了一伙人参观,那人抬出来一个看起来挺复杂的装置,费了几个牛的力气,把机器发动起来.遗憾的是,只转了一小会儿,就停了下来。
那人接着折腾,折腾到最后,很不好意思地对大家说:它总是发脾气。
(别莱利曼,1979)第一类永动机和第二类永动机永动机是人类的一个梦想,而且是建立在科学之上的梦想-—虽然现在被看成是伪科学了-—因为所有的永动机探索者在涉及他们的机器时,依据的都是某种科学的原理,而不是神秘的超自然力。
最初,这些科学爱好者是想造出“东东1”:一个循环系统,能够实现自循环,并且在每一次的循环中,除了产生维持其自身运转的能量,还多少有点富裕。
这样,就可以源源不断地向系统之外输出能量,不光是人,那些大牲口,什么骡子啊,马啊,都可以歇歇了。
这个东东将给野外科考队员提供极大的方便,无论走到哪里,帐篷支起来,把东东1一架,所有的灯都亮了,比电池方便多了,而且环保。
当然了,在家也可以用啊,无论是水电站还是核电站,都不用建了!梦想固然很好,不过,已经创造了很多奇迹的科学,这回不灵了。
永动机爱好者几乎尝试了所有的科学的现象,什么电啊、磁啊、毛细现象啊;什么杠杆啊、滑轮啊、斜面啊,没有一个成功的。
再到后来,物理学家给出了一个能量守恒定律,这个定律宣判:东东1造不出来。
能量守恒定律现在也叫做热力学第一定律——可见热力学不只有一个定律—-我们简称它热一律吧!刚开始的时候,总有人不相信它——到现在还有人步信,所以接着试,屡战屡败,屡败屡战,总有人不甘心。
不管怎么说,永动机是个多么美好的梦想啊!王力雄在小说《永动机患者》中就写了一个执着的农民,他就是要造出永动机,他相信,永动机开转之日,就是家乡人民脱贫之时!美好的梦想要靠科学来实现,于是又有人想出“东东2",它能够吸收空气(或者海水,或者别的东西)中的热量,转化成电能(或者其他可用的能量),转化出来的灯与吸收过来的,所以不违背热一律。
第二类永动机的原理是什么第二类永动机是指一种被普遍认为不可能实现的机器,其运行可自我维持,从而不需外部能源供给,并能产生连续的功效。
尽管科学界普遍认为这种永动机是不可能存在的,因为它违背了能量守恒定律和热力学第二定律,但其依然引起了人们的好奇和研究兴趣。
第二类永动机的原理是依靠一种被称为“过度承诺”的原理。
过度承诺是指通过巧妙地设计和布置机械装置,使得输出功效超过输入功效的情况发生,从而产生了看似不需要外部能源供给的运行状态。
虽然短暂地实现了看似的永动机效应,但实际上仍然违背了能量守恒定律和热力学第二定律。
在物理学和热力学中,能量守恒定律是指在一个封闭系统中,能量不可被创造也不可被销毁,只能从一种形式转化为另一种形式,并且总量保持不变。
而热力学第二定律则表明在一个封闭系统中,热自然地从高温物体流向低温物体,而不会反过来。
这两个基本定律限制了永动机的实际存在。
然而,一些人仍然试图设计并验证第二类永动机。
他们通过结构和力学的巧妙设计,使机械装置在外部看来似乎毫无能量补给下实现了连续的功效产生。
这通常是通过吸引不同形态的力来实现的,如弹簧、压缩空气、磁力等。
但是,这些力场的能量最终会耗尽,无法持久运行。
因此,这种看似不需要外部能源供给的机器实际上只是暂时地利用所储存的能量。
至今为止,没有一个第二类永动机能够真正实现长期连续运行而不需要外部能源供给。
这表明了能量守恒定律和热力学第二定律的普遍适用性和合理性。
尽管科学界一直将其视为不可能实现的机器,但研究第二类永动机仍然对于探索能源转化及机械设计等领域有一定的意义。
总的来说,第二类永动机是指一种违反能量守恒定律和热力学第二定律的机器。
尽管有人试图通过巧妙的设计来实现它,但迄今为止还没有成功。
科学界普遍认为第二类永动机的实现是不可能的,因为它违背了已被验证的物理定律。
然而,研究这种永动机仍然有助于推动科学和技术的发展,以及对能量守恒和热力学定律的深入理解。