第二代第二类永动机

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。

大物感想-永动机之我见力学二班张文杰1117030232记得初中谈到能量守恒定律的时候，书中提到了永动机这个模型。

它是指违反热力学基本定律的永不停止运动的发动机. 历史上有不少人希望设计一种机器，这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功。

这种机器被称为永动机。

历史上，人们提出了很多种永动机的制作方案。

虽然人们经过多种尝试，做了多种努力，但永动机无一例外的归于失败。

人们把这种不消耗能量的机器叫第一类永动机。

能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有的制造能量，因此第一类永动机是不可能造出来的。

能不能制造完全将不同种形式互相转化而无损失的热机呢？这种热机无冷凝器，只有单一的热源，它从这个单一的热源吸收的热量，可以全部用来做功，而不引起其他变化。

不能！人们把这种想象中的热机称为第二类永动机。

它虽然不违反能量守恒定律，但因为机械能和内能的转化具有方向性，它也不可能实现。

有人认为永动机这个名词不是很恰当，他们说：“如飞轮之类，一旦开始运动，若无摩擦阻力作用，是可以永久继续运动下去的，这在实际上虽然不易实现，但是在道理上说得通，可以看作一种实际的极限情况。

”他们还认为：“所谓永动机并不是指这种情况，不是试图去保持永恒的运动，而是期望在没有外界能源供给，即不消耗任何燃料和动力的情况下，源源不断地得到有用的功。

”事实上，这种顾虑是完全没有必要的，因为能量的转化是有方向性的，自然界里无论什么运动都会产生热，热向四周扩散，成为无用的能量。

如不补给能量，任何运动着的机器都会停下来。

如果这种永动机真的能够制成，那么就可以不使用任何自然能源无中生有地得到无限多的动力。

在人们还没有掌握自然的基本规律时，这种想法曾经引诱许多有杰出创造才能的人，他们付出了大量的智慧和劳动，追求这种梦想的实现。

但是，现在永动机还未能发明，没有任何一部永动机被实际地制造出来，也没有任何一个永动机的设计方案能受住科学的审查。

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。

论永动机正文目录：1.历史及概要2.第一类永动机1.工作原理及定义2不成立的证据1.力的方面2.能量的方面3.第二类永动机1.工作原理及定义2.不成立的证据1.热力学第二定律克劳修斯表述的方面2.热力学第二定律开尔文表述的方面4.磁力永动机1.简要介绍5.总结关键词：第一类永动机，第二类永动机，能量守恒定律，热力学第二定律正文：论永动机1.历史及概要永动机，即通过一定条件可以永远对外做功的机械，科学家们从公元1200年之前就开始研究这类机械，研究者中不乏达芬奇这样的有名的机械设计师和科学家，但没有一个人成功，所以从1775年法国科学院宣布不再接受任何永动机的设计方案开始，各国就陆续不再接受永动机的专利申请。

为什么要研究永动机呢？因为这类机械一旦研究成功就将为人类带来大量能量，从此人类就将告别化石燃料，这无论在第一次工业革命时期还是第二次工业革命时期还是今天都是无法想象的，这就是为什么要研究永动机。

那么永动机是如何工作的呢?请看下图：2.第一类永动机此图为达芬奇设计的第一类永动机的构造图，从这张图我们可以看出上方钢球比下方钢球离轮心更近，给予其动力时上方钢球随轮向下方移动，下方钢球随轮向上移动，当下方钢球移动到上方时，受重力作用继续移动，上方钢球移动到下方时，由于其具有惯性还会继续向上移动，在这些综合因素的作用下轮就可以一直转动，从此我们可以得出第一类永动机的定义：不需要外界输入能量即可不断对外做功的机械。

那么它不成立的原因何在？我们先从它的工作原理也就是力的角度分析：从图中我们可以看到，虽然上方钢球比下方钢球离轮心更远，但下方钢球比上方钢球数量更多，重力更大再加上摩擦力的作用，使得这个机械会慢慢停下来。

再从能量的角度分析：此类永动机不需要外界供能就能一直对外做功，根据能量守恒定律中能量不会凭空产生这一点来看这是不可能成立的，所以第一类永动机就宣告破产了3.第二类永动机在热力学第一定律问世之后，人们意识到能量是不可能被制造出来的，于是人们就设计出这样一个装置，它可以从单一热源吸收热量并使之完全转化为功而不产生其他影响，只要工作原理满足这一定义的永动机我们称之为第二类永动机。