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第二百一十三章 永動機的構想二

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作品︰重生之異界入世修行 | 作者︰戰靈子


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    ps︰  十九世紀中葉,一系列科學工作者為正確認識熱功能轉化和其它物質運動形式相互轉化關系做出了巨大貢獻,不久後偉大的能量守恆和轉化定律被發現了。www.biquge001.com  點 小 說,..com人們認識到︰自然界的一切物質都具有能量,能量有各種不同的形式,可從一種形式轉化為另一種形式,從一個物體傳遞給另一個物體,在轉化和傳遞的過程中能量的總和保持不變。能量守恆的轉化定律為辯證唯物主義提供了更精確、更豐富的科學基礎。

    3 破滅

    十九世紀中葉,一系列科學工作者為正確認識熱功能轉化和其它物質運動形式相互轉化關系做出了巨大貢獻,不久後偉大的能量守恆和轉化定律被發現了。人們認識到︰自然界的一切物質都具有能量,能量有各種不同的形式,可從一種形式轉化為另一種形式,從一個物體傳遞給另一個物體,在轉化和傳遞的過程中能量的總和保持不變。能量守恆的轉化定律為辯證唯物主義提供了更精確、更豐富的科學基礎。有力地打擊了那些認為物質運動可以隨意創造和消滅的唯心主義觀點,它使永動機幻夢被徹底的打破了。在制造第一類永動機的一切嘗試失敗之後,一些人又夢想著制造另一種永動機,希望它不違反熱力學第一定律,而且既經濟又方便。比如,這種熱機可直接從海洋或大氣中吸取熱量使之完全變為機械功。由于海洋和大氣的能量是取之不盡的,因而這種熱機可永不停息地運轉做功,也是一種永動機。然而。在大量實踐經驗的基礎上。英國物理學家開爾文于1851年提出了一條新的普遍原理︰物質不可能從單一的熱源吸取熱量。使之完全變為有用的功而不產生其它影響。這樣,第二類永動機的想法也破產了。層出不窮的永動機設計方案,都在科學的嚴格審查和實踐的無情檢驗下一一失敗了。一七七五年,法國科學院宣布‘本科學院以後不再審查有關永動機的一切設計‘。這說明在當時科學界,已經從長期所積累的經驗中,認識到制造永動機的企圖是沒有成功的希望的。

    永動機的想法在人類歷史上持續了幾百年,這個神話的被駁倒,不僅有利于人們正確的認識科學。也有利于人們正確的認識世界。能量既不能憑空產生 也不能憑空消失 只能從一種形式轉化成另一種形式 或者從一個物體轉移到另一個物體 在轉化和轉移過程中 能量的總和不變 這就是能量守恆定律了 所以第一類永動機是不能做出來的。而能量的轉化和轉移是有方向的,就像熱量可以自發的由熱的物體轉移到冷的物體 但不能自發的由冷的物體轉移到熱的物體而不引起其他的變化 所以第二類永動機也是不能做出來的。

    歷史上有不少人企圖設計一種機器,它不消耗能量,卻可以不停息地轉動甚至源源不斷地對外做功,這就是人們所說的永動機。雖然經過許多人的辛勞,但事實證明他們無一例外地都歸于失敗。永動機是一種幻想,永遠不可能成功,因為它違反了自然界最普遍的一個規律,這就是能量轉化與守恆定律。

    1 達.芬奇

    著名科學家達.芬奇早在十五世紀就提出過永動機不可能的思想,他曾設計過一種轉輪。如圖所示,在轉輪邊沿安裝一系列的容器。容器中充了一些水銀,他想水銀在容器中移動有可能使轉輪永遠地轉動,但是經過仔細研究之後,得出了否定的結論。他從許多類似的設計方案中認識到永動機的嘗試是注定要失敗的。他寫道︰“永恆運動的幻想家們!你們的探索何等徒勞無功!還是去做淘金者吧!” 然而,十五世紀以後的好幾百年里面,制造永動機的活動卻從未停止過。例如︰十七世紀,英國有一個被關在倫敦塔下叫馬爾基斯的犯人,他做了一台可以轉動的“永動機”。轉輪直徑達4.3米,有四十個各重二十三千克的鋼球沿轉輪輻翼外側運動,使力矩加大,待轉到高處時,鋼球會自動地滾向中心。

    據說,他曾向英國國王查理一世表演過這一裝置。國王看了很是高興,就特赦了他。其實這台機器是靠慣性來維持短時運動的。 軟臂永動機 十九世紀有人設計了一種特殊機構,如圖所示。它的臂可以彎曲。臂上有槽,小球沿凹槽滾向伸長的臂端,使力矩增大。轉到另一側,軟臂開始彎曲,向軸心靠攏。設計者認為這樣可以使機器獲得轉矩。然而,他沒有想到力臂雖然縮短了,阻力卻增大了,轉輪只能停止在原地。

    2阿基米得

    阿基米得螺旋永動機一六八一年,英國有一位著名的醫生弗拉德提出一個建議,利用阿基米得螺旋把水池的水提到高處,再讓升高的水推動水輪機,水輪機除了帶動水磨做功以外,還可使阿基米得螺旋轉不斷提水,如此周而復始,不就可以無需擔心天旱水枯了嗎?一時間,響應他的人大有人在,形形色色的自動水輪機陸續提出,竟出現了熱潮。

    3磁力永動機

    大約在一五七零年,意大利有一位教授叫泰斯尼爾斯,提出用磁石的吸力可以實現永動機。 他的設計如圖所示,a是一個磁石,鐵球c受磁石吸引可沿斜面滾上去,滾到上端的e處,從小洞b落下,經曲面bfc返回,復又被磁石吸引,鐵球就可以沿螺旋途徑連續運動下去。大概他那時還沒有建立庫侖定律,不知道磁力大小是與距離的平方成反比變化的,只要認真想一想,其荒謬處就一目了然了。

    類似的例子還有許多,這里就不詳細描述了。我們只要列舉一些名稱。就足以說明這類徒勞無益的活動是如何廣泛、誘人。例如︰表面張力永動機、浮力永動機、永磁永動機、自動車、自動洗衣機。等等。就在一些人熱衷于制造永動機的同時。科學家們從力學基本理論的研究中逐步認識到了自然界的客觀規律性。繼達.芬奇之後,斯蒂文于一五六八年寫了一本《靜力學基礎》,其中討論斜面上力的分解問題時,明確地提出了永動機不可能實現的觀點。他所用的插圖畫在該書扉頁上,見圖,圖的上方寫著︰“神奇其實並不神奇。”將十三個等重的小球均勻地用線穿起組成首尾相連的球鏈,放在斜面上,他認為鏈的“運動沒有盡頭是荒謬的”。所以兩側應平衡。

    一七七五年,法國科學家鄭重通過了一項決議,拒絕審理永動機。在《法國科學院的歷史》一書中有如下記載︰ “這一年科學院通過決議,決定拒絕審理有關下列問題的解答︰倍立方,三等分角,求與圓等面積的正方形,以及表現永恆運動的任何機器。” 並且解釋說︰ “永動機的建造是絕對不可能的,即使中間的摩擦和阻力不致最終破壞原來的動力,這個動力也不能產生等于原因的效果;再如設想動力可以連續起作用,其效果在一定時間之內也會是無限小。如果摩擦和阻力減小。初始的運動往往得以繼續,但它不能與其他物體作用。在這種假設(自然界不可能存在)中,惟一可能的永恆運動對實現永動機建造者的目的將毫無用處。這些研究的缺點是費用極度昂貴,不止毀了一個家庭,本來可以為公眾提供大量服務的技師們,往往為此浪費了他們的工具、時間和聰明才智。”

    然而,就是在法國科學院如此明確的警告之下,創造永動機的各種活動仍然未見收斂。十九世紀中葉,能量守恆定律已經確立。一八六一年,英國有一位工程師德爾克斯收集了大量資料,寫成一本名為《十七、十八世紀的永動機》的書,告誡人們,切勿妄想從永恆運動的賜予中獲取名聲和好運。 可是,德爾克斯這部“警世恆言”卻未能阻止永動機的繼續泛濫。

    十九世紀末美國賓州有人想用磁鐵代替鐘擺的錘,企圖用磁力做功代替發條,認為有可能無需發條而能自動維持擺動,結果是徒勞一場毫無成果。

    進入二十世紀,更加復雜的、似是而非的種種設計不斷被提了出來。例如有人想“發明”自動車,有人“創造”自動洗衣機,有人想利用水中的“分子吸引力”制造“自動”泵,有人想單純靠永久磁鐵做成發電機,特別是在“能源危機”的刺激下,這類活動竟有增無減,層出不窮。

    另一類永動機也常被人提出而且還很迷惑人。如十九世紀八十年代,美國華盛頓地區有一位發明家甘姆埃,設計了一種零度發動機(zeromotor),用液態氨做工作物質,從周圍環境中吸取熱量,氨由液態變為氣態,在0c時產生4個大氣壓的壓強,可以推動活塞做功,似乎這樣就可以不需使用燃料。他還進一步解釋說,氨氣在驅動活塞後因膨脹而冷卻,又會自動凝結于容器,于是就可循環地工作下去。一八八一年他的設計居然得到美國海軍總工程師的支持,受到官方贊揚,甚至當時的美國總統也極有興趣地觀看了設計模型。他們也許認為,如果這種發動機真的成功,美國艦隊就不需要加煤站,從汪洋大海中就可以取得無窮無盡的熱能了。

    4分類

    1 第一類永動機

    第一類永動機是最古老的永動機概念,這一類永動機試圖以機械的手段在不獲取能源的前提下使體系持續地向外界輸出能量。歷史上最著名的第一類永動機是法國人亨內考在十三世紀提出的“魔輪”,魔輪通過安放在轉輪上一系列可動的懸臂實現永動,向下行方向的懸臂在重力作用下會向下落下,遠離轉輪中心,使得下行方向力矩加大,而上行方向的懸臂在重力作用下靠近轉輪中心,力矩減小,力矩的不平衡驅動魔輪的轉動。十五世紀,著名學者達芬奇也曾經設計了一個相同原理的類似裝置,一六六七年曾有人將達芬奇的設計付諸實踐,制造了一部直徑五米的龐大機械,但是這些裝置經過試驗均以失敗告終。

    2 第二類永動機

    曾經有人設計一類機器,希望它從高溫熱庫(例如鍋爐)吸取熱量後全部用來做功,不向低溫熱庫排出熱量。這種機器的效率不是可以達到100%了嗎?這種機器不違背能量守恆定律,但是都沒有成功。人們吧這種只從單一熱庫吸熱,同時不間斷的做功的永動機叫第二類永動機。這種永動機不可能制成,是因為機械能與內能的轉化具有方向性︰機械能可以轉化內能,但內能卻不能全部轉化為機械能,而不引起其它變化。

    3 第三類永動機

    磁力永動機是利用永磁力作能源,根據數學1+1=2的邏輯,借助電磁體的換向特性、用電子器件換向的方法、和能量守恆原理構成一種的機械,然後再帶動發電機自供自給的方法保持永動的。(未完待續。。)</dd>

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