第一类永动机
第一类永动机
阿基米德螺旋永动机
把水从蓄水池里汲到上面的水槽里，让它冲击水轮使之转动， 把水从蓄水池里汲到上面的水槽里，让它冲击水轮使之转动，轮子在带动水磨的 同时，又通过一组齿轮带动螺旋汲水器把水重新提到水槽里去。这样， 同时，又通过一组齿轮带动螺旋汲水器把水重新提到水槽里去。这样，整台机械 就可以永不停息地运转下去。这样的设计当然也必然以失败告终。 就可以永不停息地运转下去。这样的设计当然也必然以失败告终。因为即使没有 摩擦力，从水槽中流下的水的冲力,也不足以既带动水磨工作 也不足以既带动水磨工作,又带动汲水器把全 摩擦力，从水槽中流下的水的冲力 也不足以既带动水磨工作 又带动汲水器把全 部流下的水重新汲回到原来的高度。 部流下的水重新汲回到原来的高度。
软臂永动机的臂可以弯曲。臂上有槽，小球沿凹槽滚向伸长的臂端， 软臂永动机的臂可以弯曲。臂上有槽，小球沿凹槽滚向伸长的臂端，使力矩 增大。转到另一侧，软臂开始弯曲，向轴心靠拢。 增大。转到另一侧，软臂开始弯曲，向轴心靠拢。设计者认为这样可以使机 器获得转矩。然而，他没有想到力臂虽然缩短了，力却增大了， 器获得转矩。然而，他没有想到力臂虽然缩短了，力却增大了，转轮只能停 止在原地
ห้องสมุดไป่ตู้力型永动机
1570年，意大利的泰斯尼尔斯，提出用磁石的吸力可以实现永动机。A是一个 年 意大利的泰斯尼尔斯，提出用磁石的吸力可以实现永动机。 是一个 磁石，铁球G受磁石吸引可沿斜面滚下去 滚到上端的E处 从小洞B落下 受磁石吸引可沿斜面滚下去， 落下， 磁石，铁球 受磁石吸引可沿斜面滚下去，滚到上端的 处，从小洞 落下，经 曲面BFC返回，复又被磁石吸引，铁球就可以沿螺旋途径连续运动下去。 返回， 曲面 返回 复又被磁石吸引，铁球就可以沿螺旋途径连续运动下去。
第一类永动机
第一类永动机展开全文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。
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。
以往热的单位是cal（卡），功以erg（尔格）为单位，焦耳的实验结果为1cal=4．184×10^7erg，这就是著名的热功当量。
能量守恒转换定律的建立，对制造永动机的幻想作了最后的判决，因而热力学第一定律的另一种表述为：“不可能制造出第一类永动机”。
基本信息•中文名：第一类永动机•类别：永动机•释义：不吸热而向外放热或作功•定位：机器相关推荐•第二类永动机•反重力原理•视错觉•热力学第二定律•热力学三大定律•紫外灾难•热寂•熵增原理•比荷•硝烟反应•姆潘巴现象•电功•等离子态•理想流体•氦闪•玫瑰线•热力学第一定律•克拉伯龙方程•波义耳定律•熵增加原理简介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”。
这种机器正在加载查看图片集不消耗任何能量,却可以源源不断的对外做功。
发展历史欧洲，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。
正在加载查看图片集如图所示：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。
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，便停在右图中所画的位置上。
热力学发展初期，热和机械能的相互转化是人们研究的主题。
第一类永动机原理
第一类永动机原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊第一类永动机原理。
你说这第一类永动机啊，就像是那永远不会累的千里马，一直在跑却不需要吃草。
想象一下，要是有个机器，不用外界给它能量，它自己就能不停地工作，那该多棒啊！这就好比你每天啥也不用干，钱就哗哗地往你口袋里跑，多爽啊！可这在现实中能实现吗？嘿嘿，答案是否定的。
咱来仔细琢磨琢磨，这能量它不会凭空产生啊。
就像你想赚钱，总得付出劳动或者有什么本事吧，不可能天上掉馅饼直接砸你头上呀！第一类永动机就是违背了这个基本的道理。
你看啊，要是真有第一类永动机，那世界不就乱套啦？大家都不用辛苦工作了，就等着机器给我们创造一切，那还努力个啥劲呢？这就好像说你想减肥，却又想着能一边大吃大喝一边瘦下来，这可能吗？
咱再打个比方，就像你想种出漂亮的花朵，你不得浇水施肥啊，总不能啥都不做就指望花儿自己开得娇艳欲滴吧？第一类永动机就像是那不用浇水施肥却能开出最美丽花朵的幻想。
而且啊，科学家们早就研究透了，能量是守恒的呀。
你这边得到了多少能量，那边就得付出多少。
这就跟咱过日子一样，有得就有失，哪能光占便宜不吃亏呢。
你说要是真有第一类永动机，那这世界不就变得太容易啦？大家都不用奋斗了，坐享其成就行，那还有什么意义呢？奋斗的过程才是最精彩的呀！
所以啊，咱得认清现实，别去幻想那些不切实际的第一类永动机。
还是踏踏实实地努力，用自己的双手去创造美好的生活吧。
就像那句话说的，幸福是奋斗出来的！别总想着走捷径，那可不行。
这就是第一类永动机原理，虽然它很吸引人，但终究只是个幻想罢了。
咱可不能被它迷惑了双眼，还是要在现实中一步一个脚印地前进，这样才能收获真正的成功和满足啊！。
第一类永动机
第一类永动机概述第一类永动机是指一种理论上能够永动的机器，可以在不进行外部能量输入的情况下持续运转。
虽然第一类永动机在科学原理上是不可能存在的，然而，这个概念在科幻作品和一些科学研究中仍然经常出现。
背景永动机的概念源于人们对于能源和动力的追求。
自从人类有了对能源利用的需求，就一直在寻找能够持续运行而无需外部能源输入的机器。
然而，根据能量守恒定律，能量是不可能从无中产生的，因此永动机的实现是不可能的。
类型根据永动机的原理和运行方式，可以将第一类永动机分为以下几种类型：1. 弹力永动机弹力永动机利用杠杆原理和弹力来实现持续运转。
当杠杆上的负载被挤压或拉伸时，会产生反作用力，从而使机械运动。
但是，由于阻力和能量损失的存在，这种机器无法实现真正的永动。
2. 周期性转化机周期性转化机是指一种利用物质周期性转化产生能量的机器。
例如，太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，但由于太阳能的不稳定性和能量转化效率的限制，这种机器无法实现真正的永动。
3. 被动振动机被动振动机利用物体的振动来实现能量转化和运动。
例如，风力发电机利用风的气流来转动发电机产生电能。
虽然被动振动机可以在一定条件下实现持续运转，但同样受到能量损失和效率的限制。
科学原理尽管第一类永动机在科学原理上是不可能实现的，但它仍然激发了科学家和工程师对于能源利用和效率提升的研究。
科学原理主要包括以下几个方面：1. 能量守恒定律能量守恒定律是指在封闭系统中，能量的总量保持不变。
换句话说，能量不可能从无中产生，也不可能无限持续下去。
这就排除了永动机的存在可能性。
2. 热力学第一和第二定律热力学第一定律是能量守恒定律的具体表现，它指出能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量保持不变。
热力学第二定律则说明了能量转化的过程中，总是会伴随着能量的不可逆损失，即热能的流失。
3. 动能和势能的转化机械运动中，动能可以转化为势能，而势能也可以转化为动能，但总能量保持不变。
热力学第一定律
1．热力学第一定律热力学第一定律的主要内容，就是能量守恒原理。
能量可以在一物体与其他物体之间传递，可以从一种形式转化成另一种形式，但是不能无中生有，也不能自行消失。
而不同形式的能量在相互转化时永远是数量相当的。
这一原理，在现在看来似乎是顺理成章的，但他的建立却经历了许多失败和教训。
一百多年前西方工业革命，发明了蒸汽机，人们对改进蒸汽机产生了浓厚的兴趣。
总想造成不供能量或者少供能量而多做功的机器，曾兴起过制造“第一类永动机”的热潮。
所谓第一类永动机就是不需供给热量，不需消耗燃料而能不断循环做工的机器。
设计方案之多，但是成千上万份的设计中，没有一个能实现的。
人们从这类经验中逐渐认识到，能量是不能无中生有的，自生自灭的。
第一类永动机是不可能制成的，这就是能量守恒原理。
到了1840年，由焦耳和迈尔作了大量试验，测量了热和功转换过程中，消耗多少功会得到多少热，证明了热和机械功的转换具有严格的不变的当量关系。
想得到1J的机械功，一定要消耗0.239卡热，得到1卡热，一定要消耗4.184J的功，这就是著名的热功当量。
1cal = 4.1840J热功当量的测定试验，给能量守恒原理提供了科学依据，使这一原理得到了更为普遍的承认，牢牢的确立起来。
至今，无论是微观世界中物质的运动，还是宏观世界中的物质变化都无一例外的符合能量守恒原理。
把这一原理运用到宏观的热力学体系，就形成了热力学第一定律。
2．热力学第二定律能量守恒和转化定律就是热力学第一定律，或者说热力学第一定律是能量守恒和转化定律在热力学上的表现。
它指明热是物质运动的一种形式，物质系统从外界吸收的热量等于这个能的增加量和它对外所作的功的总和。
也就是说想制造一种不消耗任何能量就能永远作功的机器，即“第一种永动机”，是不可能的。
人们继续研究热机效率问题，试图从单一热源吸取能量去制作会永远作功的机器，这种机器并不违背能量守恒定律，只需将热源降温而利用其能量推动机器不断运转。
举例说明永动机是不可能制成的
一、永动机的界定永动机是一类不需外界输入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。
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”。
这两类永动机是违反当前客观科学规律的概念，是不能够被制造出来的。
综上可知永动机就是能够创造能量或热量的机器，热量也是能量的一种，想100%利用热量是不可能的，就如能量的转化是有条件的，不可能100%的。
第一类永动机是想创造能量，第二类永动机是想100%转化能量，事实证明这是不可能的。
创造能量就如创造宇宙，在现有的物理基础和哲学基础都是不可能完成的事。
二、为什么永动机无法制成1.1第一类永动机最古老的永动机概念，这一类永动机试图以机械的手段在不获取能源的前提下使体系持续地向外界输出能量。
历史上最著名的第一类永动机是法国人亨内考在十三世纪提出的“魔轮”，魔轮通过安放在转轮上一系列可动的悬臂实现永动，向下行方向的悬臂在重力作用下会向下落下，远离转轮中心，使得下行方向力矩加大，而上行方向的悬臂在重力作用下靠近转轮中心，力矩减小，力矩的不平衡驱动魔轮的转动。
十五世纪，著名学者达芬奇也曾经设计了一个相同原理的类似装置，1667年曾有人将达芬奇的设计付诸实践，制造了一部直径5米的庞大机械，但是这些装置经过试验均以失败告终。
创造量子都难，更别说创造能量除了利用力矩变化的魔轮，还有利用浮力、水力等原理的永动机问世，但是经过试验，已确认这些永动机方案失败或仅只是骗局，无一成功。
1842年荷兰科学家迈尔提出能量守恒和转化定律；1843年英国科学家詹姆斯·焦耳提出热力学第一定律，他们从理论上证明了能够凭空制造能量的第一类永动机是不能实现的。
热力学第一定律的表述方式之一就是：第一类永动机不可能实现。
第三章能量与热力学第一定律
理想气体 cv
cp k=cp/cv
单原子气体 1.5R
2.5R 1.667
双原子气体 2.5R
3.5R 1.40
多原子气体 3.5R
4.5R 1.286
第三节 理想气体的显热计算
五、显热的计算
• 4.采用真实摩尔定压热容计算显热qp • 无机气体 • 有机气体
q p h c p dT
1 2
作业
• P50,3-7
第三节 理想气体的显热计算
• 显热的定义
• 指工质在不发生相变化和化学变化的条件下，在 加热或冷却过程中吸收或放出的热量。
第三节 理想气体的显热计算
一、比热容
• 1.定义：1 kg物质温度变化1K时与外界交换的显 热，称为物质的比热容。用符合c’表示。 • 2.单位：J/(kg· K)或kJ/(kg· K) • 3.影响因素：工质的性质；换热方式；工质所处 的状态。 • 思考：水的比热容是多少？ oC) • 4200 J/(kg·
T1 T2
c p ao a1T a2T 2 a3T 2
c p ao a1T a2T 2 a3T 3
q p h c p t t t2 t1
1 2
• 5.采用平均摩尔定压热容计算显热qp
T2
c p t t
1 2
qp t 2 t1
第一节 热力学第一定律的实质
• 例3-2 对定量的某种气体提供热能100kJ,使其由 状态1沿A途径变化至状态2，同时对外做功60 kJ。 若外界对该气体做功40 kJ，迫使它从状态2沿B途 径返回至状态1，问返回过程中工质是吸热还是放 热？其量为多少？又若返回时不沿途径B而沿途 径C，此时压缩气体的功为50 kJ，问C过程中有 无吸收热量?
第三类永动机
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。
【高中物理】高中物理知识点：能量守恒定律第一类永动机
【高中物理】高中物理知识点：能量守恒定律第一类永动机【高中物理】高中物理知识点：能量守恒定律、第一类永动机
能量守恒定律：
1.内容：能量既无法凭空产生，也无法凭空消失，它就可以从一种形式转变为另一种形式，或者从一个物体迁移至另一个物体，在转变或迁移的过程中，能够的总量维持维持不变
2.能量形式的多样性：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等，可见，在自然界中不同形式的能量与不同形式的运动相对应
3.相同形式的能量间转变：“摩擦生热”就是通过消除摩擦力作功将机械能转变为内能；水壶中的水融化时水蒸气对壶盖作功将壶盖顶起，说明内能转变为机械能；电流通过电热丝作功可以将电能转变为内能等等。
这些实例说明了相同形式的能量之间可以相互转变，且这一转变过程就是通过作功去顺利完成的
4.意义：
①能够的转变与动量就是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更广泛。
比如物体在空中行踪受阻力时，物体的机械能不动量，但包含内能在内的总能量就是动量的。
②能量守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一，也庄严宣告了第一类永动机幻想的彻底破灭。
③能量守恒定律就是重新认识自然、改建自然的有力武器，这个定律将广为的自然科学技术领域联系出来
5.第一类永动机：
不消耗任何能量却能够源源不断地对外作功的机器。
第一类永动机不可能存在，因为它违背了能量守恒定律。
永动机发展历程
比周围最低温度还低，从而获得机械功。这就是
热力学第二定律的“开尔文表述”。
物理学给出了一个熵增加原理，消灭了第二类永 动机的可能性。熵增加原理说：“能量的转化是 有方向的！”这个原理就是热力学的第二个定律。 还有一个直接针对第二永动机的表述是这样说的： “不可能从单一热源吸热作功，而不对环境造成 影响。”
轮子一个初速度，轮子就能依靠惯性永不停息地转动。
磁力永动机
1570年，意大利的泰斯尼尔斯，提出用磁石的
吸力可以实现永动机。A是一个磁石，铁球C受
磁石吸引可沿斜面滚上去，滚到上端的E处，从 小洞B落下，经曲面BFC返回，复又被磁石吸引， 铁球就可以沿螺旋途径连续运动下去。
大概他那时还没有建立库伦定律，他不知道磁
这类永动机也没有制成，是不是因为要下面的小球通过
图 5
浮力永动机
第二类永动机
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，只能从 一种形式转移到另外一种形式，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
何等徒劳无功,还是去作淘金者吧！ ”
由杠杆平衡原理可知，右边每个重物施加于轮子的旋
转作用虽然较大，但是重物的个数却较少。精确的计 算可以证明，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（力矩）恰好相 等，互相抵消，使轮子达到平衡而静止下来。如果没
图2
滚珠永动机
有摩擦力和空气阻力，且忽略碰撞中的能量损耗，给
第二类永动机
历史上首个成型的第二类永动机模型是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。 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。
第一类永动机
第一类永动机
第一类永动机是最古老的永动机概念，这一类永动机试图以机械的手段在不获取能源的前提下使体系持续地向外界输出能量。
16世纪70年代，意大利的一位机械师斯特尔提出了一个永动机的设计方案。
他在设计时认为，由上面水槽流出的水，冲击水轮转动，水轮在带动水磨转动的同时，通过一组齿轮带动螺旋汲水器，把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中。
他想，整个装置可以这样不停地运转下去，并有效地对外做功。
实际上，流回水槽的水越来越少，很快水槽中的水就全部流进了下面的蓄水池，水轮机也就停止了转动。
浮力也是设计永动机的一个好帮手。
是一个著名的浮力永动机设计方案。
一连串的球，绕在上下两个轮子上，可以像链条那样转动。
右边的一些球放在一个盛满水的容器里。
设计者认为，右边如果没有那个盛水的容器，左右两边的球数相等，链条是会平衡的。
但是，现在右边这些球浸在水里，受到了水的浮力，就会被水推着向上移动，也就带动整串球绕上下两个轮子转动。
上面有一个球露出水面。
下面就有一个球穿过容器底，补充进来。
这样的永动机也没有制成，是不是因为要下面的球能够通过容器底，而又不能让水漏出来，制造起来技术上有困难呢？技术上的困难并不是主要问题，主要问题还是出在设计的原理上。
当下面的球穿过容器底的时候，它不仅承受下方水的浮力，同时，它和容器底一样，要承受上面水的压力，水下的压力随着水的深度增加而增大，小球处于容器底部，承受的压力最大。
这个向下的压力，就会抵消上面几个球所受的浮力，从而达到受力平衡，这个水动机也就无法永动了。
分析常见几种有趣的“永动机”
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”。
论永动机
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。
第一类永动机的故事
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。
利用热力学第一定律分析一种磁力伪永动机【论文】
利用热力学第一定律分析一种磁力伪永动机摘要：第一类永动机是一种想象中的不需外界输入能量便能够不断运动并且对外做功的机器。
最近某些空想者声称能制造出磁力永动机。
文中针对他们提出的一种以磁力和重力为驱动力的“永动机”,通过利用热力学第一定律分析证明该“永动机”无法实现永动。
任何科学研究都必须遵循自然规律,违背热力学相关理论的永动机是不可能造出来的。
对于伪科学的思考和批判,不仅有利于人们正确地认识科学,而且有利于人们正确地认识世界。
关键词：第一类永动机; 热力学第一定律; 力矩; 能量;Abstract：The first kind of perpetual motion machine is a kind of imagination machine that without outside external energy input,but it can be able to continue the movement and external work.Recently,some dreamers claim to be able to create a magnetic perpetual motion machine,which uses the magnetic and gravity as the driving force.Based on the first law of thermodynamics,we proved that the " perpetual motion machine" cannot achieve permanent move.Any scientific research must follow the natural law.The perpetual motionmachine that contrary to the myth of the thermodynamic theory is impossible to make out.The thinking and criticism to pseudo-sciencenot only is helpful to correct understanding of science,but also conducive to understand the world.Keyword：the first kind of perpetual motion machine; the first law of thermodynamics; torque; energy;在大学物理热力学教学中,热力学定律与日常的生活较远,不少学生对于抽象的热力学定律难以理解,因此在教学中应适当地让学生多分析实例,让学生积极主动地思考、讨论并结合新课教学。
大学物理演示动画--第一类永动机-
永 动 机 的 设 想 图
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第一类永动机[演示动画]
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今天是2020年6月20日星期六
大学物理演示动画
--第一类永动机
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
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热力学第一定律
【演示动画】
第一类“永动机”
第一类永动机
第一类永动机试图在不获取能源的前 提下使体系持续地向外界输出能量。历 史上最著名的第一类永动机是法国人亨 内考在十三世纪提出的“魔轮”，十五 世纪，著名学者达芬奇也曾经设计了一 个相同原理的类似装置，1667年曾有 人将达芬奇的设计付诸实践，制造了一 部直径5米的庞大机械，但是这些装置 经过试验均以失败告终。
教科版高中物理选择性必修第三册第三章第1节热力学第一定律
三、做功与气体体积变化的关系
压缩气体
V减小
外界对气体做功 绝热 U增加
气体不自由膨胀
V增加
气体对外界做功 绝热 U减小
气体自由膨胀
V增加
气体对外界不做功 绝热 U不变
K
K
K
气体A
气体A 真空B
气体A 真空B
气体的自由膨胀不做功。
1.计算对气体做功
Δx
P
Sp
气体等压变化对外界做功
W
Va
Vb V
非等压变化
二、热力学第一定律
1.内容： 在系统跟外界同时发生做功和热传递的过程中，系
统内能的增加量ΔU等于系统从外界吸收的热量Q与外界
对系统所做的功W之和。
2.表达式：
ΔU=Q+W
ΔU ：物体内能的增加量
Q： 物体吸收的热量
热力学第一定律
W： 外界对物体做的功 3.物理意义：热力学第一定律不仅反映了做功与传热在改变系统内能方 面是等效的，而且给出了功、热量跟系统内能改变之间的定量关系.
一
、
功 、
研究表明
热
如果一个物体既不吸热也不放热，那么，当外界
量
对它做功时，物体内能增加，且增加量等于外界做的
与 内
功。当物体对外界做功时，物体内能减少，且减少量 等于物体做的功。
能
热传递可以改变物体内能
2.热传递可能改变物体的内能
研究表明 如果一个物体既不对外界做功，外界也不对它做
功，那么当物体从外界吸热时，物体内能增加，其增 加量等于吸收的热量；当物体向外放热时，物体内能 减少，其减少量等于放出的热量。
解 (1)1→3，不做功 3→2，做功为 W32=20×105×40×10-3J
第一永动机的概念
第一永动机的概念
第一类永动机是指某物质循环一周回复到初始状态，不吸热而向外放热或做功。
这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断的对外做功。
历史上最著名的第一类永动机是法国人亨内考在13世纪提出的“魔轮”。
在物理学中，永动机是一种理想化的机器，能够无限期地运转而不消耗任何能量或产生任何阻力。
第一永动机的概念源于人们对无尽能源的渴望，但它在现实中是不可能的。
第一永动机的概念指的是一种能够在没有外部输入的情况下，仅仅依靠自身产生的能量，不断做功而不消耗任何能量的机器。
这种机器违反了能量守恒定律，因此被认为是不可实现的。
然而，一些科学家和发明家仍然致力于研究和开发各种永动机模型。
虽然他们所提出的模型都没有能够实现永动机的概念，但是这些尝试对于科学和技术的发展起到了推动作用。
虽然第一永动机的概念在现实中不可能实现，但是它仍然在哲学和思想领域引发了许多讨论和思考。
例如，一些哲学家认为，第一永动机的概念可以用来探讨人类对无尽能源的追求和渴望，以及人类对自然规律的认知和理解。
第一永动机的概念是一个理想化的概念，虽然在现实中不可能实现，但它仍然在科学、哲学和思想领域中引发了许多讨论和思考。
第一类永动机课件
任何机械装置都会因为摩擦和阻力而 产生能量损失，这是第一类永动机实 验失败的重要原因之一。
第一类永动机实验的教训与启示
科学原理的重要性
第一类永动机的尝试失败告诫我们， 必须遵循科学原理和自然规律，不能 违背基本物理定律。
创造性的价值
虽然第一类永动机的尝试失败了，但 达芬奇和鲁班的设计体现了创造性和 探索精神，这种精神在科学和工程领 域具有重要价值。
谢谢
THANKS
技术挑战
尽管科学技术不断进步，但目前尚未有任何 技术能够克服能量守恒定律的限制，制造出 第一类永动机。
第一类永动机对未来的影响
能源产业
如果第一类永动机得以实现，将对能源产业产生颠覆性 的影响，能源将变得无限且免费，极大地改变人类社会 的能源结构。
科技发展
第一类永动机的追求将推动相关领域的技术进步，如能 源存储、转换和利用技术，促进科技的发展和创新。
虽然第一类永动机的概念已经被证明是不可能的，但是科学家们仍然在探索一些 新的技术和方法，以实现更加高效、环保和可持续的能源利用方式。例如，太阳 能、风能、地热能等可再生能源已经成为当前研究的热点领域。
02 第一类永动机的原理
CHAPTER
热力学第一定律
总结词
能量守恒定律
详细描述
热力学第一定律指出能量不能凭空产生，也不能消失，只能从一种形式转化为另一种形式。这意味着第一类永动 机无法实现，因为它需要违反能量守恒定律。
第一类永动机的概念最早可以追溯到中世纪，当时人们还没 有认识到能量守恒定律，因此提出了各种永动机设计方案。 随着科学技术的不断发展，人们逐渐认识到这些方案的不可 能性。
第一类永动机与第二类永动机的区别
第二类永动机是指可以从单一热源吸热使之完全变为机械 功而不引起外界变化的机器。虽然第二类永动机不能违反 能量守恒定律，但是它可以利用热力学第二定律的某些特 性来制造。
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磁力型永动机
1570年，意大利的泰斯尼尔斯，提出用磁石的吸力可以实现永动机。A是一个 磁石，铁球G受磁石吸引可沿斜面滚下去，滚到上端的E处，从小洞B落下，经 曲面BFC返回，复又被磁石吸引，铁球就可以沿螺旋途径连续运动下去。
浮力型
浸润型
一、热力学第一定律
实质
能量守恒与转换定律
能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化 为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移和转化 的过程中，能量的总量不变。
表述
热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其 他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总不变。
不消耗能量就可以作功的"第一类永动机"不可能 实现。
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。 这种机器不消耗任何能量，却 可以源源不断的对外做功。
永பைடு நூலகம்机的历史
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日再次开封，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，派了一位专使苏马赫找奥尔 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！苏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”。
软臂永动机
软臂永动机的臂可以弯曲。臂上有槽，小球沿凹槽滚向伸长的臂端，使力矩 增大。转到另一侧，软臂开始弯曲，向轴心靠拢。设计者认为这样可以使机 器获得转矩。然而，他没有想到力臂虽然缩短了，力却增大了，转轮只能停 止在原地
阿基米德螺旋永动机
把水从蓄水池里汲到上面的水槽里，让它冲击水轮使之转动，轮子在带动水磨的 同时，又通过一组齿轮带动螺旋汲水器把水重新提到水槽里去。这样，整台机械 就可以永不停息地运转下去。这样的设计当然也必然以失败告终。因为即使没有 摩擦力，从水槽中流下的水的冲力,也不足以既带动水磨工作,又带动汲水器把全 部流下的水重新汲回到原来的高度。
奥恩库尔的永动机模型
据说，13世纪有一个法国人叫奥恩库尔的，他在一个轮子的边缘上 等间隔地安装了12根可活动的锤杆。 他设想一旦轮子被启动,由于轮子右边的各个重锤距轮轴更远些,就 会驱动轮子按箭头方向永不停息地转动下去。
滚珠永动机
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。设计者本以为在两边重球的作用下会使轮子失去平衡而转动不息，但试 验的结果却是否定的。