不可能实现的永动机-中国科学技术大学

举例说明永动机是不可能制成的

摘要本文通过对举例说明和对热学原理的阐述验证永动机在现在是不可能实现的。

关键字永动机；热力学第一定律；热力学第二定律；热力学第三定律

1引言

在热力学中，我们知道能量是不可能凭空产生的，也不可能从单一热源吸收热量全部用来做功，并且热机的功率是达不到百分之百的，所以必然有能量损失，于是乎在不加人能量的情况下是无法实现永动的。

2第一类永动机

自从永动机从印度开始提出，人们对永动机的追求就从没有停止过。十三世纪的一个叫亨内考的法国人提出的永动机，也可以说是最早的永动机。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。但是这个装置的实验结果是只是左右摇摆了几下就停下来了。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

1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。16世纪70年代，意大利的一位机械师斯特尔又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。所以就不会永远动下去。

第一类永动机都是依赖能量的无限输出的，但是能量是只能换的，它只能由一种形式转换成另一种形式，而不能凭空产生。

像浮力就是人们利用的最多的一种力，但其实系统中总能找到一个点使得力矩平衡的。例如：