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。其不违背能量守恒定律，因此很长时间内都被认为是科学的，但随着热力学第二定律的问世，此类永动机也被证实不能实现。

为什么说它不成立？我们从热力学第二定律的其中两种表述来分析：热力学第二定律的克劳修斯表述如下：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。此类永动机是从单一热源吸收热量，那么热源温度就会越降越低，假设永动机的温度不变，当热源比永动机温度低时，热量就不能自发的从热源传到永动机，永动机就会停止运作。

那么从开尔文表述来分析呢？开尔文表述如下：热机不能从单一热源吸收热量并将其完全转化为功而不产生其他影响，而此类永动机是从单一热源吸收热量且将其完全转化为功，这就完全违背了这种表述，所以这一永动机也不可能实现。

4.磁力永动机

公元1570年左右，随着科学的发展，又出现了一类新的永动机，如图，此类永动机是依靠磁体的异极相吸同极相斥或磁体的对某些金属

的吸力来运作的，所以又名磁力永动机，但即使是天然的永磁体也会慢慢失去磁性，所以此类永动机也不能实现永动，但它可以比其他的永动机做更多的功。

5.总结

为什么所有的永动机的设计都失败了？因为它们都违背了功的原理，即机械效率大于或等于1，这类机械不可能存在，所以其不能实现。

永动机是人类科学探索过程中的一个副产物，虽然没有实现，但却驱使人类发现了无数定律，也使人类意识到以后考虑问题要周全，不要再犯同样的错误。

论文作者原创，如有重复请告知作者，作者将会尽快做出处理