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永动机漫话 摘要：本文通过介绍永动机类别，举例介绍各式永动机，来讲述热力学定律这一物理学基石，并且探讨这一活动在已明确不会产生实际效益的当下是否全无意义。 关键词：永动机；热力学定律；实践探索 1引言 永动机对外做功，就是把自己的能量传递给外部，相当于自己能够产生能量、并把能量不断提供给外部。这明显违反了能量既不增加也不减少的能量守恒定律。在能量概念确立之前，就像河水推动水车一样，人们的主流认识是认为自然界的万物都是能够自发运动的。所以人们就设想自然也一定会产生一种能量为人们利用，其产物就是对永动机的研究。 从八百多年前开始，人们就陷入对永动机无止境的追求，乃至现在，能量守恒定律的概念已然深入人心，可是依旧有很大一部分人自比牛顿颠覆亚里士多德，爱因斯坦颠覆牛顿活动是如何广泛、诱人。些人热衷于制造永动机的同时，科学家们从力学基本理论的研究中逐步认识到了自然界的客观规律性。永动机是一类所谓不需外界输入能源、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表面张力永动机、浮力永动机、永磁永动机、自动车、自动洗衣机，等等。不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了能量守恒定律，故称为第一类永动机。在没有温度差的情况下，从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器，违反了热力学第二定律，故称为第二类永动机。 从第一个“永动机” 的设计开始,到大量“永动机”申请专利,再到“永动机”被宣布不可能制成,直到能量守恒定律从理论上彻底 否定了“永动机”,这一过程历时 700 多年. 最早的永动机资料记载之一，出自印度数学家和天文学家巴斯卡拉在1150年左右的作品。他设计的永动机是由一个轮子以及轮缘周围的水银轴条组成的不平衡机器，其中轮子的重量分布是不平衡的，当轮子转动后，水银随之移动，为轮子持续转动提供推动力，如此循环往复，使轮子持续运转着。 在,1230年左右法国建筑师维拉德提出首个“永动机”模型,并以不同的形式被模仿和设计,当然它.此后,很多人投入到“永动机”的研究中,例如,文艺复兴时期意大利著名学者达·芬奇就研制过“永动机”,他在认真总结了历史上关于“永动机”的研究和自己的失败 教训后,得出了一个重要结论:“永动机不可能造成”,同时他还认识到,机器之所以不能永远运动,应与摩擦的存在相关.他还说:“永恒运动的幻想家们,你们的幻想是何等徒劳无功,还是去做淘金者吧!” 继达·芬奇之后，斯蒂文于1568年写了一本《静力学基础》，其中讨论斜面上力的分解问题时，明确地提出了永动机不可能实现的观点。他所用的插图画在该书扉页上，见图，图的上方写着：“神奇其实并不神奇。”将14个等重的小球均匀地用线穿起组成首尾相连的球链，放在斜面上，他认为链的“运动没有尽头是荒谬的”，所以两侧应平衡。此后,研制“永动机”者仍,并且进行了各种各样的尝试,如英国皇家学会的创始人之一威尔金,相继得出“永动机不可能造成”的结论,并把它作为一条重要原理用于科学研究中.　1775年，法国科学家郑重的通过了一项决议，拒绝审理永动机。在《法国科学院的历史》一书中有如下记载：“这一年科学院通过决议，决定拒绝审理有关下列问题的解答：倍立方，三等分角，求与圆等面积的正方形，以及表现永恒运动的任何机器。”并且解释说：“永动机的建造是绝对不可能的，即使中间的摩擦和阻力不致最终破坏原来的动力，这个动力也不能产生等于原因的效果；再如设想动力可以连续起作用，其效果在一定时间之内也会是无限小。如果摩擦和阻力减小，初始的运动往往得以继续，但它不能与其他物体作用，在这种假设（自然界不可能存在）中，惟一可能的永恒运动对实现永动机建造者的目的将毫无用处。这些研究的缺点是费用极度昂贵，不止毁了一个家庭本来可以为公众提供大量服务的技师们，往往为此浪费了他们的工具、时间和聪明才智。” 然而，就是在法国科学院如此明确的警告之下，创造永动机的各种活动仍然未见收敛。年美国专利局决定不再接受“永动 机”的专利申请.事实上,之后,还是有很多看不出奥妙的“永动机”被受理.至此,研制“永动机”已有多年的历史,无论是科学家的劝阻,还是科学院的公告,发明创造“永动机”的各项活动从未停息过. 历史上,人们设计出各种各样的“永动机”. 软臂永动机 　　19世纪有人设计了一种特殊机构，如图所示。它的臂可以弯曲。臂上有槽，小球沿凹槽滚向伸长的臂端，使力矩增大。转到另一侧，软臂开始弯曲，向轴心靠拢。设计者认为这样可以使机器获得转矩。然而，他没有想到力臂虽然缩短了，阻力却增大了，转轮只能停止在原地。  阿基米德螺旋永动机 　　1681年，英国有一位着名的医生弗拉德提出一个建议，利用阿基米德螺旋（如图）把水池的水提到高处，再让升高的水推动水轮机，水轮机除了带动水磨做功以外，还可使阿基米德螺旋转不断提水，如此周而复始，