為什麼說根據物理常識永動機是不可能真的存在的

2022-03-19 09:27:33 字數 5006 閱讀 7270

1樓:

「永動機」是一種設想出來的機器,它指的是那些不需要外界輸入能源或能量,亦或者是在僅有一個熱源的條件下,能夠不斷運動並且對外做功的機械,而機械本身則不消耗能量。很顯然,這違背了能量守恆定律,是不可能存在的!

一直以來,總有各種各樣的人嘗試去製作「永動機」,他們製作出了許許多多奇怪的機械,讓人們看起來像是「永動機」一樣,但其實並不是如此。

永動機單單從「永動機」這個名字上我們就可以對這個機械做一個大概的解釋:永遠運動的機械!而在物理上的永動機則更加嚴格,必須要能夠持續對外界做功。

我們知道,當一個物體或者機械對外做功的時候,必然會消耗一定的能量,我們排出各種摩擦消耗的能量,將這個機械定義為最完美的執行狀態。那麼它對外做的功必然來自於機械本身的動力,也就是能量輸入,而永動機則不需要能量輸入,就像是做功的能量憑空產生一樣,這顯然違背能量守恆定律!

能量守恆定律

既然永動機的根本立足點就是錯誤的,那為什麼總有人認為永動機可以實現呢?其實,這主要是一些物理現象給人的錯覺!

錯覺一,永動與長時間運作之間不是等號!

我們不可否認,有人製作出了可以長時間運動的機械,看起來就像是永動機一樣!但是我們必須分清「永動機」和能夠長時間運轉的機器是完全不同的概念。

「永動機」指的是一個可以永遠持續的系統,而那些製作出來所謂的「永動機」只是在一定時間內可進行機械化的運動,隨著時間的流失和重力,摩擦力等作用,這些所謂的「永動機」終將停止運動!

永動機動態展示

錯覺二,看不到動力源就等於沒有動力源!

很多人認為地球就是一個巨大的永動機,因為地球已經圍繞著太陽運轉了幾十億年,而且在運轉的過程中還帶著整個地球的人類在做功,而且地球也沒有消耗任何的能量,所以地球就是永動機!

地球是一個巨大的永動機嗎

這種說法顯然是不科學的,舉個例子,我們拿一個繩子,繩子的一端繫著一個石頭,如果我們想要讓這個石頭通過這個繩子的牽引做圓周運動,則必須要給石頭提供一個向心力,也就是要通過手消耗能量然後傳遞給繩子。

而地球的運動也是如此,我們知道,地球之所以一直在圍繞太陽做圓周運動,是因為太陽為它提供了源源不斷的向心力,而這種能量的**正是天體間的萬有引力,

也就是說,地球擁有源源不斷的能源輸入,而太陽便是這個動力源,所以地球不可能是永動機!

錯覺三,只要自身運動產生的能量能夠維持自身運動,便是永動機!

本身而言,這種說法是正確的,如果一個機械通過運動產生的做功可以轉化為其本身的動力,當這種轉化達到100%的時候,確實可以看作是一個永動機。但這在現實生活中是不可能的!

永動機模型

我們以電瓶車為例。一輛電瓶車在路上行駛,它的輪子上安裝有發電機,那麼當它運動做的功完全轉化為電能的時候,它確實可以實現永動!但完全轉化為電能需要什麼條件呢?

地面必須是絕對光滑的,因為不能有任何摩擦損耗的能量;

電瓶車所處的空間必須是完全真空,不能有任何物質存在;

電瓶車的質量必須是無限小,但不等於零;

電能在所有線路上的傳輸必須是零損耗;

機械所做的功必須完全轉化為電能,而電能也必須完全轉化為機械做功。

2樓:花禪酒仙

因為能量守恆定律,根據能量守恆定律動力不可能憑空出現,永動機啟動和運轉需要消耗動力,當動力消耗完後也會停止。

3樓:遇見你好

能量守恆原則,在一個系統中,總能量保持不變,只會從一種形式轉化為另一種形式;在沒有外力做功的情況下,要求系統向外輸出功是不現實的。

4樓:技術小輝

因為根據物理學常識,物體運動就會消耗能量,就有能量損失,所以說根據物理常識永動機是不可能真的存在的。

誰說物理學意義上的永動機是不可能實現的

5樓:匿名使用者

這問題的答案很簡單啊:熱力學正確永動機不存在。最簡單的相繼式。

對於題主的兩個問題:從邏輯上來說永動機可以存在,因為它不自相矛盾,但「永動機存在」不能和「熱力學正確」同時成立。無法回答,因為如果熱力學正確,則永動機不存在,也不存在「解釋能量**」這事情。

至於「熱力學是否正確」這個問題,答案是:目前人類沒有證據否定熱力學。

6樓:獨孤雲遙

不用誰說,這是常識。

為什麼永動機不可能

7樓:啟博教育學歷服務中心

在熱力學中,我們知道能量是不可能憑空產生的,也不可能從單一熱源吸收熱量全部用來做功,

並且熱機的功率是達不到百分之百的,所以必然有能量損失,於是乎在不加人能量的情況下是無法實現永動的。

第一類永動機

自從永動機從印度開始提出,人們對永動機的追求就從沒有停止過。十三世紀的一個叫亨內考的法國人提出如圖的永動機這也可以說是最早的永動機。子**有一個轉動軸,輪子邊緣安裝著

12個可活動的短杆,每個短杆的一端裝有一個鐵球。方案的設計者認為,右邊的球比左邊的球離軸遠些,因此,右邊的球產生的轉動力矩要比左邊的球產生的轉動力矩大。這樣輪子就會永無休止地沿著箭頭所指的方向轉動下去,並且帶動機器轉動。

但是這個裝置的實驗結果是隻是左右搖擺了幾下就停下來了。

由槓桿平衡原理可知,右邊每個重物施加於輪子的旋轉作用雖然較大,但是重物的個數卻較少。精確的計算可以證明,總會有一個適當的位置,使左右兩側重物施加於輪子的相反方向的旋

轉作用(力矩)恰好相等,互相抵消,使輪子達到平衡而靜止下來。16世紀70年代,義大利的一位機械師斯特爾又提出了一個永動機的設計方案。他在設計時認為,由上面水槽流出的水,衝

擊水輪轉動,水輪在帶動水磨轉動的同時,通過一組齒輪帶動螺旋汲水器,把蓄水池裡的水重新提升到上面的水槽中。他想,整個裝置可以這樣不停地運轉下去,並有效地對外做功。實際上,

流回水槽的水越來越少,很快水槽中的水就全部流進了下面的蓄水池,水輪機也就停止了轉動。所以就不會永遠動下去。

第一類永動機都是依賴能量的無限輸出的,但是能量是隻能換的,它只能由一種形式轉換成另一種形式,而不能憑空產生。像浮力就是人們利用的最多的一種力,但其實系統中總能找到一

個點使得力矩平衡的。

第二類永動機

從單一熱源吸熱使之完全變為有用功而不產生其它影響的熱機稱為第二類永動機。但實際的熱力學過程都是按一定的方向進行的,是不可逆的。熱量可以從高溫物體傳向低溫物體,直至達

到溫度相等的熱平衡。雖然第二類永動機沒有違背熱力學第一定但是卻不符合第二定律。

歷史上首個成型的第二類永動機裝置是2023年美國人約翰嘎姆吉為美國海軍設計的零發動機,這一裝置利用海水的熱量將液氨汽化,推動機械運轉。但是這一裝置無法持續運轉,因為汽化後的液氨在沒有低溫熱源存在的條件下無法重新液化因而不能完成迴圈。拿絕熱膨脹來說,在氣體自由膨脹過程中,氣體分子從佔有較小的空間自發的變化到佔有較大的空間,這樣分

子按位置分佈的不確定性變大,即分子運動的無序性變大。從微觀上看,絕熱自由膨脹也是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行。2023年,玻耳茲蔓提出:孤立系中的自然過程總是沿著熱

力學概率增大的方向進行。玻耳茲蔓用熵s來表證系統內分子運動無序性的大小。2023年,普朗克改進了玻耳茲蔓的公式:

s=klnω

而由熵增加原理可知道永動是不可能的。一個孤立系統的熵不能減少,而只能增加,現實中的情況就是如此;或者不變,在理想的可逆系統的情況下,這在現實世界從未發生。熵增加原理也給

出了時間的方向,這就是系統自發演化的方向。比如你從冰箱裡取出一塊冰放在手上,冰很快會化成水,水又會化成氣;同時,屋子裡的溫度會降低一點點兒,溼度會增高一點點兒。這個過程

是一個人所習見、人所共知的正常過程,這個事件的序列就給出了時間的方向。反過來,如果你看到了它的逆過程:你的手上忽然浮現出一顆水珠,水珠越來越大,然後變成一個冰塊,同時,

室內的溫度增高一點點兒,溼度降低一點點兒,你一定會詫異萬分,不是屋子出了毛病,就是你在看電影。這個逆過程雖然不違背熱一律,但是違背熱二律。

結論:永動機在現在物理成立的條件下是無法存在的。

但是想要製造永動機就只能寄希望於熱力學第一定律和熱力學 第二定律的不成立了。或者從開放與孤立下手,強調條件不成立;或者乾脆就直接想象,存在某一種未知的機制,在將來的某一天

改變熱二律成立的條件,乃至於改變熱二律本身。

但科學的進步需要質疑需要顛覆。

8樓:匿名使用者

您好!不能實現,因為它違背了能量守恆定律,能量即不能憑空產生也不可能憑空消失,它只是能量形式的轉變,永動機要工作必需要有能量的提供。如柴油的化學能經過燃燒產生熱能,熱能又推動活塞而帶動馬達產生了動能。

在抽水放水的過程中,必然有能量損失。即使沒有,它也不能對外做功,否則它的能量就少了,不能對外做功,研究它也就沒有意義了。

為什麼說永動機不能實現?從理論上說是可以實現的,先確定能量守恆與轉化定律的內容,請看描述 20

9樓:繁華斃命

首先抄,永動機的定義是可以不bai斷對外做功的機器,從du這一點上zhi說就不符合能量守恆定律。而且dao,你舉例子的千斤頂,你有沒有見過它的使用,你要連著按壓許多下才能把汽車抬起一兩公分,還有槓桿,力和能量不是同一個概念,不要混淆

10樓:千里煙潑如墨

能量是熵加的,既有序向無序發展,而且槓桿短端的力大但是速度慢,總功率還是一樣的。你首先要弄明白力和功率的關係

11樓:雲之遠月

你……好好看看初三下冊物理書吧,我記得書裡好像有解釋

12樓:能量永動機

只能說能量不守恆。永動機存在。

永動機為什麼不可能實現,它違背了那些物理定律

13樓:曉童美術課堂

為什麼說「永動機」不可能實現?科學家給出解答,網友:看完懂了

14樓:匿名使用者

違背了能量守恆,因為實際的機械結構不可能沒有磨擦力,所以也就不會有永動機.

15樓:答題狂魔想升級

不消耗能量而能永遠對外做功的機器,它違反了能量守恆定律,故稱為「第一類永動機」;

在沒有溫度差的情況下,從自然界中的海水或空氣中不斷吸取熱量而使之連續地轉變為機械能的機器,它違反了熱力學第二定律,故稱為「第二類永動機」。

這兩類永動機是違反當前客觀科學規律的概念,是不能夠被製造出來的。

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