什麽是永動機？

永動機是壹種假想的不需要外部輸入能量或只有壹個熱源就能連續運動做功的機器。從歷史上看，人們壹直熱衷於開發各種類型的永動機，其中包括達芬奇、焦耳等學術大師(中國國民革命軍將領黃維被中國人民解放軍俘虜後，直到去世也壹直從事永動機的開發)，也包括壹些想為永動機出名、賺錢的騙子。熱力學體系建立後，人們通過嚴密的邏輯證明了永動機違背了熱力學的基本原理。此後，永動機的研究者寥寥無幾。但從壹個側面也可以認為，人類對永動機的熱情以及制造永動機的各種實踐，推動了熱力系統的建立和機械制造技術的進步。1775年，巴黎的法國科學院通過決議，宣布永遠不接受永動機。現在，美國專利商標局禁止向永動機申請授予專利證書，永動機這個詞現在被當作壹種修辭來形容那些精力充沛，不知疲倦的人。第壹種永動機:是最古老的永動機概念。這種永動機試圖在不獲取能量的情況下，通過機械手段使系統不斷向外界輸出能量。歷史上最著名的第壹類永動機是13世紀法國人亨內考提出的“魔輪”。通過放置在輪子上的壹系列可移動懸臂，魔法輪可以永遠移動。向下方向的懸臂會在重力作用下落下，遠離輪子中心，這樣會增加向下方向的扭矩，而向上方向的懸臂會在重力作用下靠近輪子中心，這樣會減少扭矩，帶動魔輪轉動。15世紀，著名學者達芬奇也用同樣的原理設計了類似的裝置。1667年，有人將達芬奇的設計付諸實踐，制造了壹個直徑5米的巨大機器，但這些裝置經過測試後都以失敗告終。除了利用扭矩變化的魔輪，還有利用浮力和液壓原理的永動機，但是經過實驗，這些永動機要麽被證明是失敗的，要麽是騙局，沒有壹個成功的。1842年，荷蘭科學家邁耶提出能量守恒和轉化定律；1843年，英國科學家焦耳提出熱力學第壹定律，他們從理論上證明了第壹種能憑空產生能量的永動機是無法實現的。熱力學第壹定律的表述之壹是第壹類永動機無法實現。第二種永動機:熱力學第壹定律問世後，人們認識到能量不可能憑空產生，於是有人提出設計壹種裝置，從海洋、大氣甚至宇宙中吸收熱能，利用這些熱能作為驅動永動機旋轉輸出動力的來源，這就是第二種永動機。歷史上第壹種永動機是美國人約翰·詹吉在1881年為美國海軍設計的零發動機。這個裝置利用海水的熱量使液氨汽化，促進機械運轉。但是這個裝置不能連續運行，因為汽化的液氨沒有低溫熱源不能重新液化，所以不能完成循環。1820年代，法國工程師卡諾設計了壹種工作在兩個熱源之間的理想熱機——卡諾熱機，從理論上證明了熱機的工作效率與兩個熱源之間的溫差有關。德國人克勞修斯和英國人開爾文在研究了卡諾循環和熱力學第壹定律後，提出了熱力學第二定律。這個定律指出，不可能從單壹熱源吸收熱量，使其完全有用而沒有其他影響。熱力學第二定律的提出，譴責了第二類永動機的死刑，而這個定律的表述之壹就是第二類永動機無法實現。