永动机发展历程

永动机理论与实践研究的进展永动机自诞生以来，就一直被认为是人类科学技术的难点之一。

然而，这并没有妨碍人们一次次尝试突破这个难点。

近年来，随着技术的不断发展，永动机的理论和实践研究也在不断取得新的进展。

一、永动机的探索历程关于永动机的研究，可以追溯到古代。

早在公元前600年左右，古希腊哲学家泰勒斯就通过水力实验尝试创造永动机。

而人们对永动机的探索，一直持续到今天。

二、永动机的科学原理对于永动机的运行原理，早期的研究者普遍认为可以通过摆动或滚动的动能获取连续不断的能量。

然而，这种理论已经被科学家们证明是不真实的。

目前，较为可信的永动机原理是借助传热传质来实现能量持续不断的转换。

某些材料或机构会依靠传热传质实现温差或压力的变化，从而使系统内构成相互作用的分子或元素产生特殊的活动，进而和整个系统达到一定的平衡。

这样的平衡状态虽然看上去是静止的，但是实际上却是无限循环的。

三、永动机的实践研究永动机的理论虽然已经有了可靠的基础，但须要通过实践才能得出有用的数据和结果。

实际上，永动机的实践研究一直处于一个艰难的探索阶段。

实现永动机运转的最大限制在于热力学第二定律的限制，即无法将热量完全转化为做功。

不过，尽管实现永动机运转是一项仍然难以达成的任务，但是科学家们对于能量原理的掌握和创新，已经为永动机的相关技术取得了突破性的进展。

四、永动机的未来发展趋势尽管永动机的理论和实践研究已经取得了不错的进展，但是永动机的发展仍然存在着很大的局限性。

需要在理论和实践结合的基础上持续不断地推进。

未来的发展趋势可能会是多样化的：一方面，据传言，许多大型科技公司正在进行永动机方面的研发工作，并投入大量资金进行研究，这或许会激发更多的人关注和关切永动机的发展。

另一方面，随着计算机技术等技术的不断发展，有的人将将目光投向了虚拟领域，尝试创造更为高效的永动机。

总之，永动机的理论和实践研究在不断推进，未来的发展趋势一定会是多样的。

我们期待这个领域的技术能够更快、更好地发展，为人类科学技术的发展作出更为重要的贡献。

永动机漫话武际可(北京大学力学与工程科学系,100871)永动机的探求者们是想从虚无中得到些什么( The seekers after perpetual motion are trying to get something from nothing.)— 牛顿提要 本文简要回顾了永动机的历史, 并且说明至今还有不少永动机的痴迷者和借永 动机行骗的人. 关键词 永动机,能量守恒,骗子,永动机痴迷者.尽管早在 19 世纪中叶以前,能量守恒定律和热力学第二定律就已经发现,说明永动机 是不可能的,而且任何受过中等教育的人,都会熟悉这些定律.可是直到现如今,在国内或 国外的报章杂志上,还偶尔有关于永动机痴迷者的报道. 1999 年 8 月,湖南桃源县仅有初中文化的彭清满,以自己制成一台" 永动机" 模型,以 需筹集开发资金为由,伙同刘成善,冯姣月,刘志明成立" 高科技筹款领导小组" ,彭自封组 长.百余群众上当受骗,将 10 余万元交给他们.结果四农民以诈骗为由进了看守所 2000 年美国报道[2] [1].据拉斯维佳斯的 Michael J. Marshall 组成了 QSFG 公司, 声称拥有一种不用燃料启动的发动机,有 64 个国家请他去设厂,并承诺超过 17 亿美元的巨额资助.结果无非 是一场骗局. 现今,积极从事永动机的只有两种人:一种是文化程度底的人,这种人对现代科学几乎 一无所知,他们的科学文化水平不会到初中程度;另一种人是骗子,他们明知道永动机是做 不成的,为了骗财物,推销他们的所谓发明.后一种人的活动范围,主要是第一种人,只有 那些科学文化程度很低的人才会上当受骗. 不管怎么说,随着科学文化的进步和普及,现今积极于永动机的人是少多了.要知道, 在历史上,研究永动机曾经时髦一时,特别在西方世界在发展现代科学技术的过程中,有成 千上万的人卷入其中. 为了说服那些现今对永动机还抱有幻想的人, 我们不妨回顾一下永动 机的兴衰历史. 据说永动机的概念发端于印度,在公元 12 世纪传入欧洲. 据记载欧洲最早, 最著名的一个永动机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考 (Villand de Honnecourt)的法国人提出来的.如图所示:轮子中央有一个转动轴,轮子边缘安装着 12 个可活动的短杆,每个短杆的一端装有一个铁球.文艺复兴时期意大利伟大学者达 芬奇(Leonardo da vinc,1452-1519)曾经用不少精 力研究永动机,下面的这幅永动机的草图就是从达 芬奇的笔记中复制的.尽管达 芬奇花 了不少精力于永动机, 并且自己对手去做永动机, 可贵的是他最后得到了永动机不可能的结 论.再下面的模型是达 芬奇的一个为了论证永动机不可能的实验.与达 芬奇同时代还有一位名叫卡丹的意大利人(Jerome Cardan ,1501-1576),他以 最早给出求解三次方程的根而出名,也认为永动机是不可能的.关于永动机的不可能,还应当提到荷兰 物 理 学 家 司 提 芬 ( Simon Stevin , 1548 1620) .16 世纪之前,在静力学中,人们只会处理求平行力系的合力和它们的 平衡问题,以及把一个力分解为平行力系的 问题,还不会处理汇交力系的平衡问题.为 了解决这类问题,人们把他归结于解决三个 汇交力的平衡问题.通过巧妙的论证解决了 这个问题.假如你把一根均匀的链条 ABC 放置在一个非对称的直立(无摩檫)的楔形 体上,如图所示.这时链条上受两个接触面上的反力和自身的重力.恰好是三个汇交力.链 条会不会向这边或那边滑动?如果会, 往哪一边?司提芬想象把楔形体停在空中, 在底部由 CDA 把链条连起来使之闭合,如图,最后解决了这个问题.在底部悬挂的链条自己是平衡 的,把悬挂的部分和上部的链条连起来,斯提芬说: "假如你认为楔形体上的链条不平衡, 我就可以造出永动机. "事实上如果链条会滑动,那么你就必然会推出封闭的链条会永远滑 下去;这显然是荒谬的,回答必然是链条不动.并且他由此得到了汇交三力平衡的条件.他 觉得这一证明很妙,就把图 2 放在他的著作《数学备忘录(Hypomnemata Mathematica) 》的 扉页上,他的同辈又把它刻在他的墓碑上以表达敬仰之意.汇交力系的平衡问题解决,也标 志着静力学的成熟. 随着对永动机不可能的认识,一些国家对永动机给出了限制.如早在 1775 年法国科学 院就决定不再刊载有关永动机的通讯. 1917 年美国专利局决定不再受理永动机专利的申请. 尽管如此,永动机的发明者仍然是前赴后继,顽强地奋斗着.据英国专利局的助理评 审员 F. Charlesworth 称:英国的第一个永动机专利是 1635 年,在 1617 年到 1903 年之间英 国专利局就收到约 600 项永动机的专利申请. 这还不包含利用重力原理之外的永动机专利申 请.而美国在 1917 年之后还是有不少一时看不出奥妙的永动机方案被专利局接受. 下面我们来列举一些历史上比较著名的永动机案例. 英国医生和哲学家傅 他 1618 年 所设计的 一 方 面又 将 水 再 抽 勒 德 ( Robert Fludd) ,也是欧洲最后一个著名的炼金术士,下图 方 面利 用 水 的重力推动水 轮 , 以 作 工 ( 磨 是一个典型的永动机: 它 一 到 高处, 以 作 循环应用 .麦子 ) ,Jon Wilkins (1614-72),英国皇家学会的成员,英国 Chester 地方的主教,后来得到Wadham 学院的领导职位,在科学技术上有许多贡献.1670 年 他提出用化学力 ,磁 力与重力 三种方式 去造 永动机. 他是最早提出在利用重力之外构造永动机的学者. 当然他在永动机上的所有努力都是以失败告终. 能量守恒定律的发现者之一焦耳(Jamea Prescott Joule,1818-1889)也曾经是一位 永动机的痴迷者.他年轻时,正是" 永动机热" 席卷欧洲的时代,焦耳也狂热地追求永动机, 几乎消磨了他全部的业余时间.失败引起了焦耳的深思,他吸了取教训,终于找到了热功当 量,为建立能量守恒定律作出了杰出的贡献.这个定律好比一块路标,插在寻找永动机的十 字路口,警告迷途人:此路不通!据说焦耳还现身说法,语重心长地告诫那些仍旧迷恋永动 机的人说:" 不要永动机,要科学!" 在 1712 年德国人白斯拉(Johann Bessler 或称为 aka Orffyreus ,1680-1745 )研究了 300 种不同的永动机模型,并宣称他发现了永动机的秘密,从而得到了巨额的投资.他将他 的发明用拉丁文和德文写了一本书,说是奉献给上帝,公众,学习的人和作为发明家的他自 己.他建造了一部可以自行运转的机器,到 1717 年他赢得了数以千计的人的信服,其中有 常人也有例如莱布尼兹这样显赫的人. 这部机器通过了在严格的监视下的两次试验,一次是 在 1712 年 10 月 9 日,由当地 12 名著名人物组成的委员会审查;另一次是在 1717 年 11 月 10 日到次年的一月 4 日,在更为著名的人们监视下,连续运转了 54 天.不过机器总是用湿 布紧紧地蒙上,被他严格看守,其内部秘不示人.当时公众要求他公布技术秘密,他要价是 25000 英镑,这在当时是一个天文数字,由于无人能出得起这笔巨资,加以许多人的冷嘲热 讽,说他是骗子,最后,他将所有的模型都打得粉碎,把他的秘密带进了坟墓. [3] 有关白斯拉的永动机,迄今还有人收集资料进行研究,有的人认为他是骗子;有的人则认为他是一 位天才的发明家,猜测他利用了迄今未知的储能方法.在 1812 年,美国费城有一位名叫李德黑法(Charles Redheffer)的人,申称有一种无需 能源的永动机,并且做成了一个模型,对好奇的市民们展示.他还向市政府申请经费去建造 更大的模型.1813 年 1 月 21 日,市政府派了 8 位专员来考察李的永动机.这些人注意到李 的机器中的齿轮有反方向磨损的痕迹, 推测该机器一定是另有一部机器在推动.于是便令当 地的一位名鲁肯斯(Isaiah Lukens)的工程师依同样的原理也做了一部"永动机" ,而且这 部机器的能量来源藏匿得更为巧妙 (鲁肯斯的机器迄今仍被费城的公共事物机构所收藏,如 下图) .然后把他展示给李德黑法.李德黑法看到他的把戏被揭穿,便带着他的把戏来到纽约.1813 年,在纽约,他又展 示他的机器,又吸引了许多人.这时有一位细心的机械工程师叫福尔顿(Robert Fulton) , 他注意到这部"永动机"转动时有微小的晃动,他推论机器一定是由一个隐藏了的曲柄,有 什么人不时摇动曲柄以致引起机器晃动, 剩下的问题是去揭开隐藏的曲柄和它的操纵者.于 是福尔顿就向李德黑法挑战说,他可以揭穿机器能源的秘密,并且说如果没有揭穿,则甘愿 赔偿一切损失.李德黑法只好同意.福尔顿马上拆去靠近机器墙壁上的几块板,一根很长的绳子被显露出来.福尔顿顺着绳子来到二楼,在那里他发现一个有胡子的老头,一只手拿着 面包在吃,另一只手在转动曲柄.随后李德黑法便逃之夭夭了. [4] [5] 美 国 费 城 的 机 械 师 吉 力 ( John Worrell Keely , 1837-1898) ,于 1872 年申称发明了一种生产以太能的原 理.他以一部在水上工作的机器,旅行展出,愚弄了许多 科学家.他征集了约 50 万美元的投资,这在当时的确是 一笔巨额的资金.他的"永动机"动作是靠一根藏匿了的 通向压缩空气的管子.由于他的机器伪装得十分巧妙,再 加他凭借巨额的投资,成了纽约吉力摩托公司的老板,很 有社会地位,所以至今还有不少对他的技术的信仰者.[6] 说到中国人中永动机痴迷者, 我想引用有关的回忆: "淮海战役中被俘的兵团司令黄维, 在担任国民党联勤副总司令时,便听人说,全世界的科学界都认为迄今还没有发明出来的, 是一种不需要使用任何能源的" 永动机" 如果能创造出来, , 则再也不会存在什么" 能源危机" , 便给人类带来了无穷的幸福,永远为人类所敬仰.从那时起,这位拿枪杆子出身的将军,便 下定决心,想突破全世界所有科学家没有发明出的这种不需用任何能源作动力的" 永动机" 为人类造福.这种愿望虽好,但没有科学基础 的人,想造出全世界的科学家都没有能制造出 来的东西,真是谈何容易.可是,他始终坚决 相信," 只要功夫深,铁杵磨成针" 有志者事 ," 竟成" .所以, 他在被俘前没有能完成的" 伟大事 业" ,被俘后,还是专心致志地钻研.这种精神 实在可贵.但泼冷水的也很多,他却毫不动摇.沈醉(左)和黄维1986年摄于全国政协文史办公室院内战犯集中改造后,他更认为有条件可进一步研究,并绘制出图样,想进行试制.管理人员认 为,在改造期间,是以学习与改造思想为主,这些似有点" 不务正业" ,而不表示支持.他则 不管在任何时候, 任何场合都把自己这一愿望提出来, 并给这种还没有发明出来的机器定名 为" 黄维永动机" .他认为只要能制造成功, 就可以惊动全世界,个人自由,不请自来.所以, 他把学习等视为多余的,没有必要的事,不仅在学习发言中,不厌其烦地反复谈他的" 永动 机" ,而且在外单位找他写一些临时性" 外调" 材料,询问他解放前的许多情况时,在他写材 料的纸上, 也是写上他坚决请求支持他创造" 永动机" 的问题. 管理所的负责人拿他实在没有办法,只好同意他的请求,把他设计出来的图纸,送到中国科学院去审查研究.几个月后, 得到的答复是:" 经过反复实验,这种机器图纸,根本不可能达到不需要任何能源而能自己 永远转动的设计要求." 很多人便认为既经过科学院鉴定都认为不可能,不要再搞了.他还 是认为负责鉴定的人不懂科学, 他的设计是可以实现的. 管理所的领导便组织所有战犯和他 辩论, 他仍不服, 还是坚持要继续研究, 肯定可以制造出来. 由于他始终不放弃他这一主张, 而把学习改造放在一边,所以第一批特赦时,虽然他有许多优越条件可以争取早日出去,却 没有轮到他.但他满不在乎.当时台湾还是陈诚的势力占优势,他是陈诚的亲信高干之一, 他的同事和部下,都在台湾军事方面负重要责任,他的特赦可以起一些影响,而他却坚决表 示决不改变他这一志愿,所以几次特赦都没有他.直到1975年,全部释放时,他也得到 了特赦.可惜的是,他特赦后有了很多良好的条件,但" 黄维永动机" 还没有制造出来.全世 界的" 能源危机" 也正在一天天加深,不知他作何感想!"出狱后,黄维任全国政协常委,做 " 了许多有益的工作.尽管社会活动繁忙,但他也没有放弃" 永动机" ,继续研究.后来,周恩 来总理得知后,让他把" 永动机" 的模型拿过去看了.1979 年 6 月,黄维在政协分组会议上, 就开发" 重力" 能源做了长篇学术报告.会议通过决议,要支持黄维提出的科研项目.后来, 黄维年迈无精力搞科研, 将研制" 永动机" 的项目交给在江西机械厂当工程师的儿子继续他的 目标进行研究. [7][8] 可以想像,黄维的努力也会像历史上千千万万的永动机痴迷者一样, " 不会有任何结果. 有意栽花花不发,无意插柳柳成阴荫.这大概是科学发展的一般规律.科学往往得出 和大多数人探求方向相反的结论.探求了三百年的以太,在 20 世纪初,以以太不存在而告 终.追求对欧几里得几何中第五公设的证明,进行了几千年,结果是以 19 世纪非欧几何的 诞生而结尾. 数百年寻求永动机的热潮, 也以能量守恒定律和热力学第二定律的确立而逐渐 降温. 我国物理学家冯端等说: "如果要对能量守恒定律的发现论功行赏的话,除了要为那些 人所共知的有杰出贡献的科学家树碑立传外, 还要建立一座无名英雄纪念碑, 其上最合适的 铭文将是: '纪念为实现永动机奋斗而失败的人们. '虽则他们的奋斗目标是荒谬的,但如果 没有他们的彻底失败, 就不能建立能量守恒定律. 这样他们饱受冷嘲热讽的无效劳动才得到 些许报偿. [9] " 这段话,对于能量守恒定律建立之前的永动机痴迷者来说,也许是合适的.但是在能 量守恒定律建立之后,还痴迷于永动机,就非但没有任何功劳可言,而且是对人力物力的无谓浪费,是无知可笑的行为.至于那些明知永动机做不成,披着科学外衣借以敛财的骗子, 则应当坚决打击, 并绳之以法. 时至今日, 还有不少永动机的痴迷者和借永动机行骗的骗子, 说明对科学基本原理的普及和教育是一项永恒和艰巨的任务. 致谢:本文受到国家自然科学基金 10172002 项目的资助,特致谢意. 〔1〕 〔2〕 〔3〕 〔4〕 〔5〕 〔6〕 〔7〕 〔8〕 〔9〕 参 考 文 献 竟扬言发明" 永动机" 四农民冒充科学家沦为阶下囚,2002 年 09 月 07 日, 中国新闻网 DAN BELL, Inventor ready to display new motor,Neighborhood Newspaper, Saturday, November 25, 2000 Angrist, Stanley W. "Perpetual Motion Machines." Scientific American, 218 (January, 1968): 114-22. Ord-Hume, Arthur W.J.G. Perpetual Motion: The History of an Obsession. New York: St. Martin's Press, 1977.Eric's History of Perpetual Motion and Free Energy Machines.http : ///e/crack.html; 金源著 崔泽 译,奇缘— — 一个战犯管理所长的回忆, 沈醉,沈醉狱中趣闻,中国文史出版社 冯端,冯步云,熵,科学出版社,1992英文标题:On perpetual motion machine, (by Wu Jike)。

摘要永动机是不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了能量守恒定律，故称为“第一类永动机”。

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”。

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。

”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。

关键词：永动机；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；1.想法起源永动机的想法起源于印度，公元1200年前后，这种思想从印度传到了伊斯兰教世界，并从这里传到了西方。

在欧洲，早期最著名的一个永动机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。

设计一个轮子，轮子中央有一个转动轴，轮子边缘安装着12个可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。

方案的设计者认为，右边的球比左边的球离轴远些，因此，右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大。

这样轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去，并且带动机器转动。

这个设计被不少人以不同的形式复制出来，但从未实现不停息的转动。

仔细分析一下就会发现，虽然右边每个球产生的力矩大，但是球的个数少，左边每个球产生的力矩虽小，但是球的个数多。

于是，轮子不会持续转动下去而对外做功，只会摆动几下，便停下来。

后来，文艺复兴时期意大利的达•芬奇（Leonardo da Vinci，1452-1519）也造了一个类似的装置，他设计时认为，右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，但实验结果却是否定的。

“永动机”的历史和现实大约在280年前，有位德国博士奥尔菲留斯发明了一个“永动机”——自动轮。

1717年，波兰国王把这位博士请到了波兰，并派了一位名叫格森·卡赛尔斯基的州长鉴定其真伪。

这位州长为奥尔菲留斯创造了条件，把安装机器的房子与四周隔离。

1717年11月12日，自动轮安装完毕，开始转动。

州长亲自锁上了门，贴上了封条，派了两名卫兵昼夜看守这座房子。

两周以后州长亲自启封开锁，看到轮子还在转动，于是再次上锁加封，又过了40天。

1718年1月4日再次，轮子还在转。

这位认真的州长还不放心，又观察了两个月，看到了轮子确实“永动”。

于是州长就给奥尔菲留斯颁发了鉴定证书，从此以后奥尔菲留斯名声大噪，他周游欧洲列国展出他的自动轮，卖票赚了许多钱，并得到各国大人物的褒奖和舆论界的赞扬。

消息传到俄国，彼得大帝对该发明极感兴趣，派了一位专使马赫找奥尔菲留斯谈判，想连人带机器买到俄国去。

奥尔菲留斯开价是10万卢布！马赫向彼得大帝汇报了两个情况：一是他看到轮子真的不停地转，二是介绍了法国和英国学者的看法，他们无论如何也不相信“水动机”是真的，因为它从根本上是违背科学原理的。

因此，彼得大帝迟迟未下决心用10万卢布巨款去买这个自动轮，他想在1725年亲自去欧洲看看，但后来由于他去世了，终归没有看到这个“永动机”。

科学界一直认为这绝对是一个大骗局。

他们并不买那位波长的帐。

凭什么他用眼睛看看就认为是事实，就发什么鉴定证书，真是岂有此理。

科学家们公开指责这是个大骗局，并且悬赏1000马克给揭穿骗局的人。

最后骗局被博士先生的女仆揭穿了。

原来这间安放自动轮的房子里修了一个夹壁墙，只要有人在夹壁墙牵动绳子，轮子就会转。

轮子不是“永动”的，而是“人动”的。

牵绳的人就是博士的弟弟和女仆。

我们不知道那位女仆有没有得到1000马克的赏金，但确实有人出了一本小册子，揭露了这个骗局，还公布了一图，人们一看就会明白无误。

“永动机”是违背了最基本的科学原理——物质守恒和能量守恒原理的。

分析常见几种有趣的“永动机”我们知道，永动机有两类：不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了能量守恒定律，故称为“第一类永动机”。

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”。

在人类科学发展史上曾出现过无数的学者进行开发“永动机”，其中不乏很多科学家，下面列举几种有趣不可实现的永动机。

一、重力“永动机”例1文艺复兴时期，意大利的达芬奇设计了如图1所示的装置。

他设计时认为，在轮子转动过程中，右边的小球总比左边的小球离轮心更远些，在两边不平衡的力矩作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，而且可以不断地向外输出能量。

但实验结果却是否定的。

达·芬奇敏锐地由此得出结论：永动机是不可能实现的。

下列有关该装置的说法中正确的是（）A．如果没有摩擦力和空气阻力，该装置就能永不停息地转动，并在不消耗能量的同时不断地对外做功．B．如果没有摩擦力和空气阻力，忽略碰撞中的能量损耗，给它一个初速度，它能永不停息地转动，但在不消耗能量的同时，并不能对外做功．C．右边所有小球施加于轮子的动力矩并不大于左边所有小球施于轮子的阻力矩，所以不可能在不消耗能量的同时，不断地对外做功．D．在现代科学技术比较发达的今天，这种装置可以永不停息地转动，在不消耗其它能量的基础上，还能源源不断地对外做功．解析：该设计中，当轮子转动时，虽然右边的小球总比左边的小球离轮心更远些，但是右边小球的个数总比左边的少，实际上右边所有小球施加于轮子的动力矩等于左边所有小球施于轮子的阻力矩，轮子在不受到外力作用时将保持平衡状态．如果没有摩擦力和空气阻力，且忽略碰撞中的能量损耗，给轮子一个初速度，轮子就能依靠惯性永不停息地转动。

故正确答案为BC。

二、风力“永动机”例2利用牛顿第三定律，有人设计了一种交通工具，如图2所示，在平板车上装了一个电风扇，风扇转动时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上，靠风帆受力而向前运动，对这种设计，下列分析中正确的是（）A．根据牛顿第二定律，这种设计能使小车运行B．根据牛顿第三定律，这种设计能使小车运行C．这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第二定律D．这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第三定律解析：风扇吹出的风对风帆有向前的作用力，风又给风扇一个向后的作用力，因此对于整个装置而言，作用力和反作用力都是内力，小车不会运动，故选D．三、浮力“永动机”例3有人设计了如图3所示的“浮力永动机”。

永动机的思考
磁铁,一种很有意思的东西.它的能力大家都知道,中学的知识告诉我们,磁铁是里面大部分分子做规则运动而产生磁场.用火烧过磁铁,磁铁会失去磁性.其他几种物质磁化后也有磁性.还有龙卷风等一些现象都能说明这个问题.这说明磁性与物质没有太大的关系而且还有方向,这些都没有什么问题,但还是有些想不通的地方,比如磁铁断开后就不能原样和在一起.用南北极和磁感线我都想不通,唯一的解释是在断开的时候分子运动从新排列了.如果用胶水把它粘在一起,而且还是两块完全一样的磁铁,四年后磁性没有消失,还和成了一块磁铁的样子.还发现磁性大小与面积大小有关系,你可以用一块大磁铁和一块小磁铁来试一试.小磁铁总是会跑到一个固定的区域去,经常是靠边,而且靠近的那个边一定会吸引小磁铁.远离的那边一定是排斥.那种情况有一个前提,就是你选用的大磁铁的那个面比相邻的面小.如果你选用的是大面,他是不会跑的,除非有点靠近边.看来磁力与选用的面大小有关系,如果一快小磁铁在一块大磁铁里面受到的力就不会受到其他面的影响了,因此我画了一个永动机的草图,但因为没有做实验,所以也不知道能不能成,但我相信,根据这图的大致规律是可以办到的,。

第一类永动机的故事 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-第一类永动机的故事摘要自公元1200年前后印度提出制作永动机的梦想以后，人们对于永动机的热情就从来没有减弱过，然而任何学过科学知识的人都应该明白，永动机是不可能制成的，因为永动机的原理与热力学定律是相悖的，是不符合科学原理的。

在历史上，无数人曾为第一类永动机的制造付出过努力，他们狂热的追求永动机的支持。

但无一例外，都失败了。

第一类永动机的发展历程奥恩库尔之“魔轮”据记载，欧洲早期最着名的永动机设计方案是十三世纪时法国的亨内考提出的“魔轮”。

如图所示，亨内考当时设计的装置为如图所示的圆轮结构，他在一个轮子的边缘上等距地安装12根活动短杆，杆端分别套上一个重球。

无论轮子转到什么位置，右边的各个重球总比左边的各个重球离轴心更远一些。

亨内考设想，右边甩过去的重球作用在离轴较远的距离上，就会使轮子按照顺时针的方向永不停息地旋转下去，并且带动机器。

但是，实际上轮子转动一两圈后就停了下来。

经过简单的分析我们发现，虽然右边每个球产生的力矩大，但是球的个数少，左边每个球产生的力矩虽小，但是球的个数多。

经过计算得出，总会有一个适当的位置，使左右两侧重物施加于轮子的相反方向的旋转作用恰好相等，互相抵消，使轮子达到平衡而静止下来。

因此在这个永动机当中，轮子不会持续转动下去而对外做功，只会摆动几下之后停顿下来。

达芬奇之“滚珠”文艺复兴时期，意大利的达芬奇也设计了一个类似的装置。

滚珠永动机是利用格板的特殊形状，使一边重球滚到比另一边的距离轮心远些的地方。

他认为，如图所示，右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息。

但实验结果表明，这种想法也是错误的。

经过分析我们发现，滚珠式永动机的设计原理与奥恩库尔的永动机是相同的，都利用了轮新左右两边力矩不相等使轮轴不断转动。

能量转化和转移的方向性(1)、热量可以自发地从高温物体向低温物体，但不能自发地由低温物体传给高温物体。

[注意]这里所说“自发地”是指没有任何外界的影响或帮助，电冰箱工作时能将冰箱内（温度较低）的热量，传给外界空气（温度较高），是因为电冰箱消耗了电能，对制冷系统做了功。

热传导的过程可以向一个方向自发地进行（热量从高温物体自发地传给低温物体）；但向相反的方向不会自发地产生（热量不会自发地从低温物体传给高温物体），只有借助外界的帮助才能进行。

(2)、与热现象相关的能量转化过程具有方向性。

热量可以完全转化为内能，但内能不可能自动地、并不引起任何变化地完全变为机械能。

一个在水平地面上运动的物体由于克服摩擦力做功，最后总要停下来，在这个过程中，物体的动能转化为内能，使物体和地面的温度升高，但是，人们绝对不会看到这样的现象：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来。

再如燃烧的火柴，将化学能转化为热能，却没见过燃过的火柴回复原状。

(3)、散失到周围环境中的内能不可能重新收集起来重新利用。

(4)、气体的扩散现象具有方向性两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为一种均匀的混合气体，但是绝对不会发生相反的现象：一种均匀混合的气体会自发地分开，成为两种气体，除非使用物理或者化学的方法把他们分开，但是这样做，一定会引起其他的变化。

(5)、自然现象的变化也具有类似的不可逆性。

第一类永动机某物质循环一周回复到初始状态，不吸热而向外放热或作功，这叫“第一类永动机”。

这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断的对外做功。

欧洲，早期最著名的一个永动机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。

如图所示：轮子中央有一个转动轴，轮子边缘安装着12个可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。

方案的设计者认为，右边的球比左边的球离轴远些，因此，右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大。

永动机的历史回顾摘要：永动机是千百年来人们所探寻的机器，虽然已被证明不可行，但不可否认其对科学发展起到了一定的推进作用。

本文主要回溯了永动机的发展史并指出了几种常见永动机的理论缺陷，主要包括第一类永动机（违反能量守恒定律的），第二类永动机（违反热力学第二定律的），第三类永动机（人们设想出来的磁力永动机）关键词：永动机；热力学第二定律；溶液；吸水鸟1、课题背景永动机是指可在没有外部能量输入的情况下，自行持续对外界做功以致产出能量的理想化模型，本身是违反热力学第二定律或能量守恒定律而无法制造出来的。

在当今时代，科学学者们已经达成共识：任何企图设计永动机的努力都是完全没有意义的、徒劳的工作。

但如果把目光转向科学史，我们就会发现：与“徒劳、无意义”恰恰相反，科学学者们对永动机的探索历程充满着科学的智慧和天才的设计。

因此永动机理论是科学史上一朵难得的奇葩，绝大多数科学成果都是依靠“证实”而获得的，永动机催生出来的两大热力学定律——热力学第一定律或称能量守恒定律、热力学第二定律或称熵增加原理，都是依靠相应类型永动机“无法制成”这一“证伪”的工作而获得的。

可以说，永动机的探索在一定程度上推动了物理学的发展，是人们对科学的探索过程中的一环。

假若没有永动机，热力学或许至今还是一片狼藉。

牛顿曾经说“永动机的探求者是想从虚无中得到什么。

”正因为永动机设计的探索具有“证伪”这一特殊性，实际上热力学第一定律和第二定律都应理解为“公理”而非“定理”，即并没有严谨的逻辑支持。

这也就导致时至今日，仍有一些民间“科学家”认为其存在漏洞，永动机有可能制成。

关于永动机的探讨至今竟然仍未停止，这些民间科学家甚至用永动机原理制作出了一些“产品”。

这类产品无疑就是骗局。

综上，我想通过本文，以永动机的原理分类（第一类、第二类等）为序，简要回顾永动机的探索历程，一方面纪念这些人通过“徒劳的”探索为科学发展做出的贡献，另一方面也阐释清楚目前存在的一些永动机“为什么不能永动”或“为什么不是永动机”。

论永动机的物理学意义黔中愚者 2012-03-20 19:57提起“永动机”这个话题，人们总觉得不屑一顾，仿佛天方夜谭般的神话，继而又被斥为伪科学或视为物理学研究的禁区，因为"科学家"早就否定了这一神秘物。

历史上有不少人希望设计一种机器，这种不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功。

这种机器被称为"永动机"。

据说永动机的想法起源于印度，公元1200年前后，这种思想从印度传到了伊斯兰教世界，并从这里传到了西方。

千百年来无数的能人巧匠为发明永动机花去了无数的时间和精力，都以失败而告终。

因不厌其烦， 1775 年法国科学院宣布不再审理永动机的设计方案。

从此科学权威的反对态度就明确下来，直到1842年能量守恒与转换定律的发现，科学权威对永动机的反对态度就更加坚决，直到现在，任何有关永动机的设计和研究都被认为是无知的可笑的。

至此，永动机究竟存不存在呢？如果不存在，那么为什么总是有无数的人花很大的精力和金钱投入到永动机的研究热潮中去呢？如果存在，我们应当如何看待这一事物，如何从科学的角度去研究它?为此，笔者将从物理学的意义上来阐明自己的立场，以期得到学界同仁的批评指正，一起共同探讨。

从物理学的发展历史来看，科学界对永动机的否定是 1775 年和 1842 年两大事件造成的，直接表明科学权威对待永动机的态度。

不过，让我们先来仔细研究一下物理学的一些伟大发现的时间表，就会发现科学家对永动机的否定是极其轻率的，不可靠的。

1506--1514年，哥白尼提出天球运行论，创立“日心说”，推翻了“地心说”。

1581--1583年，布鲁诺提出具有古代朴素唯物主义、自然辩证法和新天文学观点。

明确指出自然界的万事万物都处在普遍联系和不断运动变化之中。

这一变化是统一的物质实体包含的各种形式不断转化的过程，事物经过相互转化，形成对立面的统一。

1589～1591年，伽利略进行自由落体实验，发现并确立了自由落体定律，推翻了此前亚里士多德认为的重的物体会先到达地面，落体的速度同它的质量成正比的观点。

永动机的“科学能量”作者：湘水落墨来源：《中学生百科·文综理综》2009年第11期牛顿曾经说过。

永动机的探求者们是想从虚无中得到些什么。

这句话，无疑是对永动机的一种无情宣判。

到了19世纪。

随着能量守恒定律和热力学第二定律的发现，在铁的事实面前，永动机神话被科学证明那不过是痴人说梦。

现在一般认为，永动机的概念最早起发于印度，公元1200年前后，从印度传到了伊斯兰教世界，继而进入欧洲。

但也有人认为，永动机神话可能并没有确切的“发源地”，或许在印度人之前，世界各地很多人就有了这种一劳永逸的想法。

只是没有提出并付诸行动罢了。

自从永动机的概念传播开之后，欧洲人几乎陷入了狂热之中。

最为我们所熟悉的，是画画的那个达·芬奇。

他就花了很多时间、很多精力来研究永动机。

不过可贵的是，他最后得出了“永动机不可能实现”的结论。

研究永动机，达·芬奇不是第一人。

据史料记载，在欧洲，最早给出永动机设计方案并引起广泛关注的，是一个叫亨内考的法国人，时间是在13世纪。

亨内考所设计的永动装置，主体部分是一个轮子。

中间有一个转动轴，轮子边缘则安装了12个可以活动的短杆，每个短杆的末端对应一个铁球。

无论轮子转到什么位置，右边的各个重球总比左边的各个重球离轴心更远一些。

亨内考设想，右边更大的作用特别是甩过去的重球作用在离轴较远的距离上，就会压使轮子按照箭头所示的方向永不停息地旋转下去，至少要转到轮轴磨坏时为止。

基于这个美好设想。

他把自己设计的装置取名为“魔轮”。

而令他难受的是，“魔轮”几乎见不到一点魔力，轮子转了一两圈就停了下来。

到了文艺复兴时期，虽然永动机的热潮并未消退，但已经有更多的人站出来驳斥这种荒谬的想法。

卡丹就是其中之一，这个最早求解出三次方程的根而出名的意大利人坚定地认为，永动机是不可能的。

而荷兰的物理学家司提芬则以更为科学的实验。

巧妙地证明了永动机的不可能性。

随着对永动机不可能的认识，一些国家对永动机给出了限制。

永动机2012级13班孙雨辰一、永动机不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了能量守恒定律，故称为“第一类永动机”。

如图: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”。

例如下图：二永动机分类：1.第一类永动机历史上有不少人有过这样美好的愿望：制造一种不需要动力的机器，它可以源源不断的对外界做功，这样可以无中生有的创造出巨大的财富来，在科学历史上从没有过永动机成功过，能量守恒定律的发现，使人们认识到：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。

因此根本不能制造永动机。

它违背热力学第一定律：物体内能的增加等于物体从外界吸收的热量与物体对外界所做功的总和。

2.第二类永动机曾经有人设计一类机器，希望它从高温热库（例如锅炉）吸取热量后全部用来做功，不向低温热库排出热量。

这种机器的效率不是可以达到100%了吗？这种机器不违背能量守恒定律，但是都没有成功。

人们把这种只从单一热库吸热，同时不间断的做功的永动机叫第二类永动机。

这种永动机不可能制成，是因为机械能与内能的转化具有方向性：机械能可以转化内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其它变化。

从研究永动机得到的意外收获前已提及，英国科学家焦耳也曾被永动机这一“奇妙”的发明所吸引，并为此做了一二十年的实验，但最后他留给后世的并不是永动机，而是证明永动机不可能的“热功当量定律”，这应该算是研究永动机得到的意外收获。

斯台文是这方面的另一个例子。

在他那个时代（16世纪末—17世纪初），有一种永动机是广泛被谈论着的，如图2—33所示，有14个能滚动的很重的铁球用链子连起来放在一个三棱体上。

三棱体的一边比较斜，一边比较陡，且斜的一边比陡的一边长些。

永动机的制造者们相信，斜的一边上有4个重铁球，陡的一边只有两个重铁球，4个铁球的下滑力自然比两个铁球大，整个装置就会如箭头所指示的方向滑下来。