永动机是指不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运作的机械。历史上人们曾经热衷于研制各种类型的永动机,但是经过试验,已确认这些永动机方案失败或仅只是骗局,无一成功。为什么说它永远不可能实现呢?
先来看请看下面TED短动画介绍:
首先,我们需要了解热力学第一定律,也被称为能量守恒定律。这个定律告诉我们,能量是守恒的,即在一个封闭系统中,能量的总量是恒定的,不能被创造或者消失。换句话说,我们无法从一个孤立的系统中取得比已有能量更多的能量。
永动机的概念正是违背了这个基本定律。它声称能够不断地从虚无中创造能量,实现永无止境的运转。然而,这与能量守恒定律的基本原理相悖,因此不可能实现。
其次,我们来看看热力学第二定律,也被称为熵增定律。这个定律告诉我们,自然趋向于熵增,也就是系统的混乱度不断增加。简单来说,事物往往从有序转向无序,而这个过程伴随着能量的损失。
永动机试图逆转这个趋势,将能量完全转化为有序的运动,而不产生任何熵增。然而,这是不可能的。根据熵增定律,系统中的能量必然会以热的形式散失,而无法完全转化为有用的机械能。这意味着永动机在运转过程中将会遭受能量损失,最终停止运作。
此外,我们还需要考虑摩擦力、空气阻力和能量转化效率等因素。摩擦力会导致能量的散失,空气阻力会耗散能量,而能量转化过程中的损耗也会使得永动机无法实现永动。