⑴ 为什么要禁止永动机
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。它违反了能量守恒定律,没有人提出禁止(也禁止不了),只是建议不要纠缠在研究、发明永动机的问题上。
⑵ 为什么永动机禁止发明
永动机是一种违反能量守恒定律的机器,该机器一经启动就能永久运转而不需要任何能源,然而实际上这种机器是不存在的。
世界上所有的物质,都遵循“能量守恒定律”。不管是生物还是非生物,小到细胞,大到整个宇宙万物,能量不会凭空出现,也不会凭空消失,只能是从一种形态转换为另一形态。不存在一经启动就能永久运转的东西,这是自然界的基本定律。
尽管从近代开始,世界各国都尝试制造永动机。历史上达芬奇,阿基米德,伽利略,牛顿等世界著名的科学家都曾经尝试过制造永动机。但由于永动机违反科学常理,因此只能是一种幻想的机器。
世界上也曾有一些永动机的骗局:
1714年,德国人奥尔菲留斯声称发明了一部名为自动轮的永动机,该机器每分钟旋转六十转,并能将16公斤的物体提高相当的高度,当他宣布了这一消息并进行了公开实验后,名噪整个德国。奥尔菲留斯靠展出自动轮获取了大量金钱,最终由于奥尔菲留斯的太太与女仆发生争执,女仆愤而曝光,原来自动轮是依靠隐藏在房间夹壁墙中的女仆牵动缆绳运转的,整个事件是一个骗局。
1984年,中国哈尔滨居民王洪成声称发明永动机,他利用他设计的永动机驱动自家的洗衣机、电扇等装置运转,不久骗局被揭穿,他制作的永动机模型是用隐藏的钮扣电池驱动的一个电动马达,而供应洗衣机、电扇运转的则是暗藏在地下的电线,此人也因此入狱。
⑶ 谁能告诉我,永动机为什么不可以被发明
能量的产生和减少是和质量相关的。
如果维持物体质量不变,则能量只能是以不同形式去相互转化而不会凭空产生。
永动机是不需要能量输入就可以有能量输出的机构,这违背了能量守恒。
⑷ 永动机为什么不能被发明出来
永动机分为第一类和第二类,分别违反了热力学第一定律和热力学第二定律,所以造不出来。
⑸ 永动机为什么不能发明出来
1.什么是永动机:
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内律,故称为“第一类永容动机”。
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,它违反了热力学第二定律,故称为“第二类永动机”。
永动机不可能存在的原因:
历史上有不少人希望设计一种机器,这种不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功。这种机器被称为永动机。历史上,人们提出了很多种永动机的制作方案。虽然人们经过多种尝试,做了多种努力,但永动机无一例外的归于失败。人们把这种不消耗能量的机器叫第一类永动机。能量守恒定律的发现,使人们进一步认识到:任何一部机器,只能使能量从一种形式转化为另一种形式,而不能无中生有的制造能量,因此第一类永动机是不可能造出来的。
能不能制造完全将不同种形式互相转化而无损失的热机呢?这种热机无冷凝器,只有单一的热源,它从这个单一的热源吸收的热量,可以全部用来做功,而不引起其他变化。不能!人们把这种想象中的热机称为第二类永动机。它虽然不违反能量守恒定律,但因为机械能和内能的转化具有方向性,它也不可能实现。
⑹ 国家禁止发明永动机吗
国家不禁止发明永动机。
永动机长期以来一直是人们热议的话题。然而,许多人并不清楚这背后的含义。在人们的想象中,永动机是一种机械装置,它可以自动运动。
还可以提重物等,做一些有意义的事情。很久以前,人们试图建立这种机制,但直到现在,没有人真正发明出来。
由此可见,因为永动机一直没有被人发明出来,并不是国家禁止发明永动机!
这类机械装置主要分为两大类。第一种永动机违反的是热力学第一定律,它们不须输入能量就可以作功。热力学第一定律是关于能量守恒的表述,指出在一个孤立的封闭系统里,新的能量无法被创造出来。任何宣称能够无端产生能量的机器都属于此类 。
第二种永动机虽然没有违反第一定律,却因为采用某种使熵减少的方式将热能转换成机械能,而违反热力学第二定律。微妙之处在于,上述现象并未伴随他处熵的增加来平衡系统所减少的熵。
如先前所述,第二定律的其中一种解释是,热能只会由高温处流向低温处。在这个过程中熵增加了,却可以从中汲取出有用的功,去降低别处的熵,前提是别处减少的熵没有超过系统热量转移所增加的熵。
一部可以从热物体汲取能量,却不会同时让热能流向低温处的机器,就是试图达成永动目标的装置,例如麦克斯韦精灵 。
⑺ 为什么科学家不能发明永动机
违反热力学基本定律的不能实现的发动机。不消耗能量而能永远对外作功的机器,它违反了热力学第一定律,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,它违反了热力学第二定律,故称为“第二类永动机”。
永动机的想法起源于印度,公元1200年前后,这种思想从印度传到了伊斯兰教世界,并从这里传到了西方。
在欧洲,早期最著名的一个永动机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。如图所示: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。这个设计被不少人以不同的形式复制出来,但从未实现不停息的转动。
仔细分析一下就会发生,虽然右边每个球产生的力矩大,但是球的个数少,左边每个球产生的力矩虽小,但是球的个数多。于是,轮子不会持续转动下去而对外做功,只会摆动几下,便停在右图中所画的位置上。
从哥特时代起,这类设计方案越来越多。17世纪和18世纪时期,人们又提出过各种永动机设计方案,有采用“螺旋汲水器”的,有利用轮子的惯性、水的浮力或毛细作用的,也有利用同性磁极之间排斥作用的。宫廷里聚集了形形色色的企图以这种虚幻的发明来挣钱的方案设计师。有学识的和无学识的人都相信永动机是可能的。这一任务像海市蜃楼一样吸引着研究者们,但是,所有这些方案都无一例外的以失败告终。他们长年累月地在原地打转,创造不出任何成果。通过不断的实践和尝试,人们逐渐认识到:任何机器对外界做功,都要消耗能量。不消耗能量,机器是无法做功的。这时的一些著名科学家斯台文、惠更斯等都开始认识到了用力学方法不可能制成永动机。
19世纪中叶,一系列科学工作者为正确认识热功能转化和其它物质运动形式相互转化关系做出了巨大贡献,不久后伟大的能量守恒和转化定律被发现了。人们认识到:自然界的一切物质都具有能量,能量有各种不同的形式,可从一种形式转化为另一种形式,从一个物体传递给另一个物体,在转化和传递的过程中能量的总和保持不变。能量守恒的转化定律为辩证唯物主义提供了更精确、更丰富的科学基础。有力地打击了那些认为物质运动可以随意创造和消灭的唯心主义观点,它使永动机幻梦被彻底的打破了。
在制造第一类永动机的一切尝试失败之后,一些人又梦想着制造另一种永动机,希望它不违反热力学第一定律,而且既经济又方便。比如,这种热机可直接从海洋或大气中吸取热量使之完全变为机械功。由于海洋和大气的能量是取之不尽的,因而这种热机可永不停息地运转做功,也是一种永动机。如左图所示:
然而,在大量实践经验的基础上,英国物理学家开尔文于1851年提出了一条新的普遍原理:物质不可能从单一的热源吸取热量,使之完全变为有用的功而不产生其它影响。这样,第二类永动机的想法也破产了。
永动机的想法在人类历史上持续了几百年,这个神话的被驳倒,不仅有利于人们正确的认识科学,也有利于人们正确的认识世界。
能量既不能凭空产生 也不能凭空消失 只能从一种形式转化成另一种形式 或者从一个物体转移到另一个物体 在转化和转移过程中 能量的总和不变 这就是能量守恒定律了 所以第一类永动机是不能做出来的
而能量的转化和转移是有方向的 就像热量可以自发的由热的物体转移到冷的物体 但不能自发的由冷的物体转移到热的物体 而不引起其他的变化 所以第二类永动机也是不能做出来的 制造永动机梦想的破灭
永动机这个名词不是很恰当。如飞轮之类,一旦开始运动,若无磨擦阻力作用,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。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。如果这种永动机真的能够制成,那么就可以不使用任何自然能源无中生有地得到无限多的动力。在人们还没有掌握自然的基本规律时,这种想法曾经引诱许多有杰出创造才能的人,他们付出了大量的智慧和劳动,追求这种梦想的实现。但是,没有任何一部永动机被实际地制造出来,也没有任何一个永动机的设计方案能受住科学的审查。
早期著名的一个永动机设计方案,是13世纪法国人亨内考提出的。亨内考设计的装置当时并不叫作永动机,而是按它特别吸引人的性质,把它叫做"魔轮"。他在一个轮子的边缘上等距地安装12根活动短杆,杆端分别套上一个重球。无论轮子转到什么位置,右边的各个重球总比左边的各个重球离轴心更远一些。亨内考设想,右边更大的作用特别是甩过去的重球作用在离轴较远的距离上,就会压使轮子按照箭头所示的方向永不停息地旋转下去,至少要转到轮轴磨坏时为止。但是,实际上轮子转动一两圈后就停了下来。
后来,文艺复兴时期意大利的达·芬奇(Leonardo da Vinci,1452-1519)也造了一个类似的装置,。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,但实验结果却是否定的。达·芬奇敏锐地由此得出结论:永动机是不可能实现的。
事实上,由杠杆平衡原理可知,上面两个设计中,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。
流水的落差可以推动水轮机对外提供动力,能否用流水来设计永动机呢?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。
浮力也是设计永动机的一个好帮手。是一个著名的浮力永动机设计方案。一连串的球,绕在上下两个轮子上,可以像链条那样转动。右边的一些球放在一个盛满水的容器里。设计者认为,右边如果没有那个盛水的容器,左右两边的球数相等,链条是会平衡的。但是,现在右边这些球浸在水里,受到了水的浮力,就会被水推着向上移动,也就带动整串球绕上下两个轮子转动。上面有一个球露出水面。下面就有一个球穿过容器底,补充进来。
这样的永动机也没有制成,是不是因为要下面的球能够通过容器底,而又不能让水漏出来,制造起来技术上有困难呢?技术上的困难并不是主要问题,主要问题还是出在设计的原理上。当下面的球穿过容器底的时候,它和容器底一样,要承受上面水的压力,而且是因为在水的最下部,所以它受到的压力很大。这个向下的压力,就会抵消上面几个球所受的浮力,这个水动机也就无法永动了。
此外,人们还提出过利用轮子的惯性,细管子的毛细作用,电磁力等获得有效动力的种种永动机设计方案,但都无一例外地失败了。其实,在所有的永动机设计中,我们总可以找出一个平衡位置来,在这个位置上,各个力恰好下互抵消掉,不再有任何推动力使它运动。所有永动机必然会在这个平衡位置上静止下来,变成不动机。
层出不穷的永动机设计方案,都在科学的严格审查和实践的无情检验下一一失败了。1775的,法国科学院宣布"本科学院以后不再审查有关永动机的一切设计"。这说明在当时科学界,已经从长期所积累的经验中,认识到制造永动机的企图是没有成功的希望的。
各种永动机设计方案的失败,制造永动机美好梦想的破灭,对于每一个寻找永动机的人是一个不小的打击。但是,反思这一失败的探索过程,它从反面给人类以启迪,一些科学家从这一否定的结论中开始思考,提出这样一个问题:永动机不可能制成,是不是说明自然界存在着一条法则,它使我们不可能无中生有地获得能量?也就是说自然界各种能量之间存在着一定的转化关系。这方面的思考是能量转化和守恒原理建立的线索之一。德国著名物理学家和生理学家亥姆霍兹(H. Helmholtz,1821-1894)就是从永动机不可能实现的这个事实入手研究发现能量转化和守恒原理的。他在论文中写道:“鉴于前人试验的失败,人们……不再询问‘我如何能利用各种自然力之间已知和未知的关系来创造一种永恒的运动',而是问道‘如果永恒的运动是不可能的,在各种自然力之间应该存在着什么样的关系?'”
19世纪中叶,能量转化和守恒原理得到了科学界的普遍承认。这一原理指出:自然界的一切物质都具有能量,对应于不同的运动形式,能量也有不同的形式,如机械运动的动能和势能,热运动的内能,电磁运动的电磁能,化学运动的化学能等,他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示。当运动形式发生变化或运动量发生转移时,能量也从一种形式转化为另一种形式,从一个系统传递给另一个系统;在转化和传递中总能量始终不变。
还有另外一种非常美妙的幻想,它并不违反能量转化和守恒原理。假如能把空气或海水里的热能,通过一种巧妙的机器,全部转化成我们所需要的机械功,这可以成为取之不尽、用之不竭的能源。发明这种机器的想法,比起前面要凭空产生能量的想法聪明得多了。如果这种机器真能发明的话,还有另一好处,一方面我们可以把一种东西里面的热能取出来做功,同时还会使这种东西的温度降低。这样,我们可以在海洋上设置一些巨大的工厂,利用海水里的热能,来进行各种不同的工作,比如利用它来发电,一只轮船可以利用海水中的热量,不必烧煤或烧油,就能到世界各地去航行,这岂非美事!这可称作第二种永动机,也是不可能实现的,因为它和热力学第二定律相违背。
热力学第二定律是由无数次实践证明了的客观规律。它可以表述为:“从单一热源吸取热量使之完全变为有用的功而不产生其他影响是不可能的。”这也就是说,热机不可能有100%的效率,它要在把从高温热源吸收的一部分热量变为有用功的同时,把另一部分热量放到低温热源。
追寻永动机的失败经历,可以给我们两点启示:首先,失败的经历也有积极的科学研究价值,永动机的种种设计方案的失败,引起了人们的反思,启发了能量转化和守恒的思想,成为能量转化和守恒原理建立的思考线索之一;其次,要依据科学规律办事。历史上追求永动机的人们,并不是因为他们没有一种良好的愿望,也不是他们缺乏刻苦钻研的精神,只是由于他们做的是违背客观规律的工作。在人们还没有认识能量传递和转化的规律之前,对那些寻求永动机的努力遭到的失败,我们只能感到遗憾,但是,如果在今天还有人去设计永动机,那他就是愚蠢的,是违反科学规律的,也是永远不会成功的。
⑻ 为什么禁止永动机研究
的确有如法兰西科学院、美国专利及商标局等拒绝或禁止关于“永动机”之类的申请,但也没有明确的禁止研究行为。拒绝申请的原因在于:热力学体系建立后,人们通过缜密的逻辑推理和研究证明,永动机是违背热力学基本原理的,因此该装置的“永动”也是无法实现的。
1775年,法兰西科学院非常郑重地通过了一项决议,那就是永远不接受永动机的申请。《法兰西科学院的历史》一书解释:唯一可能的永恒运动对实现永动机建造者的目的是毫无用处的。目前美国专利及商标局也禁止将专利证书授予“永动机”之类的申请。
(8)什么永动机禁止发明扩展阅读:
永动机研究违背的相关科学定律:
1、热力学第一定律(即能量守恒和转换定律)揭示的是:“自然界中物质的能量可以从一种形式转变成为另一种形式,也可以从一个物体传递给另一个物体,但是在转变或传递过程中能量总和保持恒定。”而“第一类永动机”的工作原理就是不消耗能量就可以做功,与第一定律是相悖的。
2、热力学第二定律揭示的是:不可能从单一热源取热并将其完全转换为功,而不对环境造成影响。第二类永动机是仅从一个能量源获取一定的动力,并永远运转的一种装置。但与热力学第二定律却是相悖的,因此,实验当然没有成功,也是无法实现的幻想。