基本的回答是,因?yàn)橹挥羞@兩類(lèi)構(gòu)想可以實(shí)現(xiàn)永動(dòng)機(jī)的目的:獲得無(wú)限的能源。 說(shuō)到永動(dòng)機(jī),首先要破解一個(gè)常見(jiàn)的望文生義的誤解,即以為能夠永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器就是永動(dòng)機(jī)。如果你這么理解的話,那么你立刻就會(huì)發(fā)現(xiàn)許多永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)。其實(shí)都用不著任何巧奪天工的方案,拿個(gè)滑軌(無(wú)論是環(huán)形的還是直線形的),把摩擦減到可以忽略不計(jì),把一個(gè)球放在里面運(yùn)動(dòng),不就可以永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去嗎?這需要什么技術(shù)含量?許多民科宣稱他們?cè)斐隽擞绖?dòng)機(jī),本質(zhì)就是這種,白瞎了他們的費(fèi)盡心機(jī)。 這種想法的錯(cuò)誤在于,只有當(dāng)你能從永動(dòng)機(jī)中得到能量時(shí),這種裝置才有用。單純的永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng),只是一毛不拔的守財(cái)奴而已,算不上永動(dòng)機(jī)。真正的永動(dòng)機(jī),是像聚寶盆那樣,源源不斷地給你提供能量。 明白了這一點(diǎn),你就可以理解,為什么有第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)和第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)的區(qū)分了。 第一類(lèi)永動(dòng)機(jī),是違反熱力學(xué)第一定律(即能量守恒定律)的機(jī)器。也就是說(shuō),不需要外界供給能量,就可以源源不斷地對(duì)外提供能量。在發(fā)現(xiàn)能量守恒定律之前,人們想造的永動(dòng)機(jī)都是這種。顯然,如果它能造出來(lái),就徹底解決人類(lèi)的能源問(wèn)題了。但是,經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次失敗的嘗試后,大家決定放棄這種想法,反過(guò)來(lái)把“第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成”作為一條基本原理,這就是熱力學(xué)第一定律。 不過(guò)這還沒(méi)完。發(fā)現(xiàn)熱的本質(zhì)是分子的運(yùn)動(dòng)(而不是一種特別的物質(zhì)“熱質(zhì)”)后,人們又開(kāi)始展開(kāi)想象的翅膀了:已經(jīng)知道功可以完全轉(zhuǎn)化成熱(摩擦生熱就是例子),那么如果熱可以完全轉(zhuǎn)化成功,我們從一個(gè)巨大的熱源(比如說(shuō)大海、空氣)中提取熱量,把它完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,不也徹底解決了能源問(wèn)題嗎?這就叫做第二類(lèi)永動(dòng)機(jī),它是在承認(rèn)能量守恒定律的前提下,希望通過(guò)從單一熱源中無(wú)限獲取能量達(dá)到跟第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)同樣的效果。 很不幸,所有的制造第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)的努力又失敗了。人類(lèi)這次已經(jīng)學(xué)乖了,于是又把“第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成”作為一條基本原理,它就是熱力學(xué)第二定律。人們承認(rèn),熱不可能完全轉(zhuǎn)化成功而不造成其他變化(熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述),換句話說(shuō),熱機(jī)至少需要一冷一熱兩個(gè)熱源,不能只用一個(gè)熱源。 開(kāi)爾文 你還能想出第三類(lèi)永動(dòng)機(jī),在承認(rèn)熱力學(xué)第一和第二定律的前提下,徹底解決能源問(wèn)題嗎? 其實(shí)如果你學(xué)過(guò)熱力學(xué)第二定律,知道它確定了在一冷一熱兩個(gè)熱源之間工作的熱機(jī)的最高效率,那么你就能推出:如果冷源的溫度等于絕對(duì)零度,那么熱機(jī)的效率就可以達(dá)到100%。這就達(dá)到第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)的效果了。也許,你會(huì)把這種構(gòu)想叫做第三類(lèi)永動(dòng)機(jī)。 但是,人們又發(fā)現(xiàn)了熱力學(xué)第三定律:絕對(duì)零度不可能達(dá)到。如果你愿意,你可以把這條定律稱為“第三類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成”…… |
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