第一类永动机论文beta.docVIP

第一类永动机 perpetual-motion machine of the first kind 永动机(Perpetual motion describes hypothetical machines that operate or produce useful work indefinitely and, more generally, hypothetical machines that produce more work or energy than they consume, whether they might operate indefinitely or not.)是一类想象中的不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。历史上人们曾经热衷于研制各种类型的永动机，其中包 括达芬奇 、焦耳这样的学术大家，另外包括一些希望以永动机出名和获利的骗子。在热力学体系建立后，人们通过严谨的逻辑证明了永动机是违反热力学基本原理的设想，从此之后就少有永动机的研究者了。不过从一个侧面也可以认为，人类对永动机的热情以及制造永动机的种种实践，推动了热力学体系的建立和机械制造技术的进步。(Classification A perpetual motion machine of the first kind produces work without the input of energy. It thus violates the first law of thermodynamics: the law of conservation of energy.A perpetual motion machine of the second kind is a machine which spontaneously converts thermal energy into mechanical work. When the thermal energy is equivalent to the work done, this does not violate the law of conservation of energy. However it does violate the more subtle second law of thermodynamics . The signature of a perpetual motion machine of the second kind is that there is only one heat reservoir involved, which is being spontaneously cooled without involving a transfer of heat to a cooler reservoir. This conversion of heat into useful work, without any side effect, is impossible, according to the second law of thermodynamics.) 第一类永动机（Perpetual-motion machine of the first kind，a perpetual motion machine of the first kind produces work without the input of energy. ）是最古老的永动机概念，这一类永动机试图以机械的手段在不获取能源的前提下使体系持续地向外界输出能量。历史上最著名的第一类永动机是法国人亨内考在十三世纪提出的“魔轮”，魔轮通过安放在转轮上一系列可动的悬臂实现永动，向下行方向的悬臂在重力作用下会向下落下，远离转轮中心，使得下行方向力矩加大，而上行方向的悬臂在重力作用下靠近转轮中心，力矩减小，力矩的不平衡驱动魔轮的转动。 十五世纪，著名学者达芬奇也曾经设计了一个相同原理的类似装置，他设计时认为，右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息。后来曾有人将达芬奇的设计付诸实践，制造了一部直径5米的庞大机械，但是这些装置经过试验均以失败告终。 有人认为如飞轮之类，一旦开始运动，若无摩擦阻力作用，是可以永久继续运动下去的，这在实际上虽然不易实现，但是在道理上说得通，可以看作一种实际的极限情况。他们还认为：所谓永动机并不是指这种情况，不是试图去保持永恒的运动，而是期望在没有外界能源供给，即不消耗任何燃料和动力的情况下，源源不断地得到有用的功。事实上，这种顾虑是完全没有必要的。 关于这些问题，焦耳于1843年设计完成了著名的焦耳实验