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二类永动机与热力学第二定律

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二类永动机与热力学第二定律
A、用动力机械,代替人类劳动,人们想到了永动机
人类生活,需要劳动,用劳动生产粮食、衣服、房屋、交通等物质,来满足生活。但是手工劳动,劳累,效率低。这就要寻找,其它的代替,代替人的劳动,开始为马牛等,工业革命兴起后,就多用机械。但是这些代替人劳动的牲口与机械,需要喂料,即马牛需要为饲料,蒸汽机需要卖煤炭。由此人们就想到,能否有不用喂料,而运动的机械。这就想到了永动机。
B、第一类永动机构想的破灭
在19世纪早期,不少人沉迷于第一类永动机的制造,这种设想的机械不再需要任何动力和燃料,却能自动不断地做功。
热力学第一定律是‘能量守恒’和转化定律在热力学上的具体表现,它指明:热是物质运动的一种形式。这说明外界传给物质系统的能量(热量),等于系统内能的增加和系统对外所作功的总和。能量即不能无中生有,也不能消失。
在热力学第一定律提出之前,人们一直围绕着制造永动机的可能性问题展开激烈的讨论。
热力学第一定律的产生是这样的:在18世纪末19世纪初,随着蒸汽机在生产中的广泛应用,人们越来越关注热和功的转化问题。于是,热力学应运而生。1798年,汤普生通过实验否定了热质的存在。德国医生、物理学家迈尔在1841?843年间提出了热与机械运动之间相互转化的观点,这是热力学第一定律的第一次提出。焦耳设计了实验测定了电热当量和热功当量,用实验确定了热力学第一定律。
但是在人类制造机械范围内,能量是守恒的。各种一类的永动机,设计的方案,都是隐藏着基本的错误,一种力行驶距离做的功,到机械变换后,功的输出都是相等的。
现在各媒体与网上声称发明的第一类永动机,设计的各类方案,基本原理是错的,说搞出来的,一证实,就没有了。
C、第二类永动机问题
在热力学第一定律之后,人们开始考虑热能转化为功的问题。例如:用煤炭加热烧锅炉,产生蒸汽,在推动蒸汽机。这种利用功的过程,实际是利用热,但是空气,与水中,在常温下,都有热量,能否提取这个热量,变成其它能源形式,而这个系统,就变冷。于是又有人设计这样一种机械——它可以从一个热源取热从而做功,用完功后,变成第热形式,再回到这个热源中。即能量不能无中生有,但是也不会消失,这样就可以循环反复利用,这被称为第二类永动机。
下面为,第二类永动机图,能量循环图:

上图说明:二类永动机,可以吸收水的热量,变成电能,电流输出,可以点亮灯泡(还可以带动电动机与其它的机械,家用电器等),这些用的电器,电能用完电后,能量守恒,就变成了热能,而被水(或环境)吸收。而二类永动机可以再将这些水(或环境)能量,吸收再变成电能,输出电流。由此来循环利用能量。
下面是百度百科二类永动机的说法:


IP属地:广东1楼2016-07-07 21:44回复
    第二类永动机
    在热力学第一定律问世后,人们认识到能量是不能被凭空制造出来的,于是有人提出,设计一类装置,从海洋、大气乃至宇宙中吸取热能,并将这些热能作为驱动永动机转动和功输出的源头,这就是第二类永动机。
    从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其它影响的热机称为第二类永动机。
    只有单一的热源,它从这个单一热源吸收的热量,可以全部用来做功,而不引起其他变化。人们把这种想象中的热机称为第二类永动机。第二类永动机不可能制成,表示机械能和内能的转化过程具有方向性。
    即为有能量输入的单热源热机。
    历史
    历史上首个成型的第二类永动机装置是1881年美国人约翰·嘎姆吉为美国海军设计的零发动机,这一装置利用海水的热量将液氨汽化,推动机械运转。但是这一装置无法持续运转,因为汽化后的液氨在没有低温热源存在的条件下无法重新液化,因而不能完成循环。
    1820年代法国工程师卡诺设计了一种工作于两个热源之间的理想热机——卡诺热机,卡诺热机从理论上证明了热机的工作效率与两个热源的温差相关。德国人克劳修斯和英国人开尔文在研究了卡诺循环和热力学第一定律后,提出了热力学第二定律。这一定律指出:不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响。热力学第二定律的提出宣判了第二类永动机的死刑,而这一定律的表述方式之一就是:第二类永动机不可能实现。
    近些年出现了一些原理上成立的第二类永动机,右图所示装置即是一例,左边容器为糖溶液,右边为淡水,两个容器被半透膜隔开,因为两边溶液比重不同,半透膜两边的压强不同,当糖溶液与淡水的压力差大于渗透压时,就会出现反渗透现象,那时候左边容器的水分子进入到右边容器,导致右边容器液面上升,淡水通过管道流回左边容器,运行一段时间后,左边容器底部溶液浓度升高以及容器顶部溶液浓度下降,这使得糖溶液压强下降,导致反渗透停止,但是容器内的糖溶液会上面扩散,过一段时间后,糖溶液的浓度重新恢复,又可以重新反渗透到淡水那边,而这个恢复的过程中,扩散是会从环境吸热的,这就形成循环。
    从空气中吸收热能,将热能转换成动能,而当动能做功后,又能将动能转换成热能,回到空气中,以此形成一个循环。
    已经授权和审查中的相关专利多是重复利用热机排出的废热,从而提高热机的效率,与热泵配合,使得对外做的功超过热泵消耗的功,甚至有反复利用废热近似完全利用热能几乎不向环境排热的,据说体积功接近内燃机。也有单方面通过多级热泵提高热泵效率的,根据卡诺定律,温差越小效率越高,多级小温差一级级的提高到大温差,从而使得效率会很高。
    下面为百度百科对热二定律的说法;


    IP属地:广东2楼2016-07-07 21:46
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      热力学第二定律
      热力学第二定律(second law of thermodynamics),热力学基本定律之一,其表述为:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。又称“熵增定律”,表明了在自然过程中,一个孤立系统的总混乱度(即“熵”)不会减小。
      1824年,法国工程师萨迪·卡诺提出了卡诺定理。德国人克劳修斯(RudolphClausius)和英国人开尔文(LordKelvin)在热力学第一定律建立以后重新审查了卡诺定理,意识到卡诺定理必须依据一个新的定理,即热力学第二定律。他们分别于1850年和1851年提出了克劳修斯表述和开尔文表述。这两种表述在理念上是等价的。
      违背热力学第二定律的永动机称为第二类永动机[1] 。
      表述
      1、克劳修斯表述
      不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。
      英国物理学家开尔文(原名汤姆逊)在研究卡诺和焦耳的工作时,发现了某种不和谐:按照能量守恒定律,热和功应该是等价的,可是按照卡诺的理论,热和功并不是完全相同的,因为功可以完全变成热而不需要任何条件,而热产生功却必须伴随有热向冷的耗散。他在1849年的一篇论文中说:“热的理论需要进行认真改革,必须寻找新的实验事实。”同时代的克劳修斯也认真研究了这些问题,他敏锐地看到不和谐存在于卡诺理论的内部。他指出卡诺理论中关于热产生功必须伴随着热向冷的传递的结论是正确的,而热的量(即热质)不发生变化则是不对的。克劳修斯在1850年发表的论文中提出,在热的理论中,除了能量守恒定律以外,还必须补充另外一条基本定律:“没有某种动力的消耗或其他变化,不可能使热从低温转移到高温。”这条定律后来被称作热力学第二定律。
      [2、开尔文表述
      不可能制成一种循环动作的热机,从单一热源取热,使之完全变为功而不引起其它变化。
      这是从能量消耗的角度说的。开尔文表述还可以表述成:第二类永动机不可能实现[3] 。
      开尔文的表述更直接指出了第二类永动机的不可能性。所谓第二类永动机,是指某些人提出的例如制造一种从海水吸取热量,利用这些热量做功的机器。这种想法,并不违背能量守恒定律,因为它消耗海水的内能。大海是如此广阔,整个海水的温度只要降低一点点,释放出的热量就是天文数字,对于人类来说,海水是取之不尽、用之不竭的能量源泉,因此这类设想中的机器被称为第二类永动机。而从海水吸收热量做功,就是从单一热源吸取热量使之完全变成有用功并且不产生其他影响,开尔文的说法指出了这是不可能实现的,也就是第二类永动机是不可能实现的。[


      IP属地:广东3楼2016-07-07 21:47
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        质疑
        、麦克斯韦妖
        麦克斯韦妖是詹姆斯·麦克斯韦假想存在的一理想模型。麦克斯韦设想了一个容器被分为装有相同温度的同种气体的两部分A、B。麦克斯韦妖看守两部分间“暗门”,可以观察分子运动速度,并使分子运动较快的分子向确定的一部分流动,而较慢的分子向另一部分流动。经过充分长的时间,两部分分子运动的平均速度即温度(参考统计力学中对于温度的微观解释)产生差值并越来越大。经过运算可以得到这一过程是熵减过程,而麦克斯韦妖的存在使这一过程成为自发过程,这是明显有悖于热力学第二定律的。
        对其最为有名的回应之一是由列奥·西拉德于1929年提出。西拉德指出如果麦克斯韦妖真正存在,那么它观察分子速度及获取信息的过程必然产生额外的能量消耗,产生熵[7] 。
        、洛施密特悖论
        洛施密特悖论,又称可反演性悖论,指出如果对符合具有时间反演性的动力学规律的微观粒子进行反演,那么系统将产生熵减的结果,这是明显有悖于熵增加原理的。
        针对这一悖论,玻尔兹曼提出:熵增过程确实并非一个单调过程,但对于一个宏观系统,熵增出现要比熵减出现的概率要大得多;即使达到热平衡,熵也会围绕着其最大值出现一定的涨落,且幅度越大的涨落出现概率越小[7] 。现在已有的一些实验结果[8] ,与玻尔兹曼的叙述基本相符。
        热力学第二定律是建立在对实验结果的观测和总结的基础上的定律。虽然在过去的一百多年间未发现与第二定律相悖的实验现象,但始终无法从理论上严谨地证明第二定律的正确性。自1993年以来,DenisJ.Evans等学者在理论上对热力学第二定律产生了质疑,从统计热力学的角度发表了一些关于“熵的涨落“的理论,比如其中比较重要的FT理论。而后G.M.Wang等人于2002在PhysicalReview Letters上发表了题为《小系统短时间内有悖热力学第二定律的实验证明》。从实验观测的角度证明了在一定条件下热,孤立系统的自发熵减反应是有可能发生的。
        、吉布斯悖论
        主条目:吉布斯悖论
        玻尔兹曼关系给出了一个并不外延的熵的表示方法。这导致产生了一个明显有悖于热力学第二定律的结论,吉布斯悖论——其允许一个封闭系统的熵减少。在通常的解释中,都会引用量子力学中粒子的不可区分性去说明系统中粒子本身性质并不影响系统的熵来避免产生这一悖论。然而现在有越来越多论文采用如是观点:熵阐释的改变恰恰可以忽略由于分子本身排列方式改变所带来的影响。而现有的Sackur-Tetrode方程对于理想气体的熵的解释是外延的。
        、热寂论
        热寂论是把热力学第二定律推广到整个宇宙的一种理论。宇宙的能量保持不变,宇宙的熵将趋于极大值,伴随着这一进程,宇宙进一步变化的能力越来越小,一切机械的、物理的、化学的、生命的等多种多样的运动逐渐全部转化为热运动,最终达到处处温度相等的热平衡状态,这时一切变化都不会发生,宇宙处于死寂的永恒状态。宇宙热寂说仅仅是一种可能的猜想。
        如果将热力学第一、第二定律运用于宇宙,这一典型的孤立系统,将得到这样的结论:1.宇宙能量守恒,2.宇宙的熵不会减少。那么将得到,宇宙的熵终将达到极大值,即宇宙将最终达到热平衡,称热寂。
        在十九世纪,对于热寂说有两个较为有影响的驳斥,一个是由玻尔兹曼提出的“涨落说”(1872),另一个是恩格斯利用运动不灭在《自然辩证法》中进行的驳斥(1876)。现今对于宇宙的理解(1.宇宙在膨胀;2.宇宙,作为自引力系统,是具有负热容的不稳定系统)指出宇宙是不稳定的热力学系统,并不像静态宇宙模型所设想的那样具有平衡态,因而其熵亦无最大值,即热寂并不存在。


        IP属地:广东5楼2016-07-07 21:51
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          上讲:热力学第二定律是建立在对实验结果的观测和总结的基础上的定律。虽然在过去的一百多年间未发现与第二定律相悖的实验现象,但始终无法从理论上严谨地证明第二定律的正确性。
          由于我的发明实验已经证明了,在一个封闭的系统中,可以得到熵减,热力学第二定律,被改写了。


          IP属地:广东8楼2016-07-07 21:55
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            关于质疑前讲:
            第二定律在有限的宏观系统中也要保证如下条件:
            1.该系统是线性的;
            2.该系统全部是各向同性的。
            另外有部分推论:比如热辐射:恒温黑体腔内任意位置及任意波长的辐射强度都相同,且在加入任意光学性质的物体时,腔内任意位置及任意波长的辐射强度都不变。
            我的突破就是上面面说的:“恒温黑体腔内任意位置及任意波长的辐射强度都相同,且在加入任意光学性质的物体时,腔内任意位置及任意波长的辐射强度都不变”。
            实际在特殊条件线分布是不平均的,我的理论实验,就证明了这一点。也是突破点。


            IP属地:广东9楼2016-07-07 22:02
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              就喜欢这种,


              IP属地:广西来自手机贴吧14楼2016-11-04 23:26
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                所以你想说熵值可逆?


                IP属地:广西来自Android客户端16楼2017-02-05 21:53
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                  我昨天用手提着我头发飞了好几个小时


                  来自Android客户端19楼2018-01-24 22:11
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                    确实,如果按照熵增定律一百多亿年的宇宙早是乱成一锅粥了哪有现在如此的有序。


                    IP属地:江西来自手机贴吧20楼2018-02-12 12:05
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                      热二能推翻?学生党表示一头雾水???


                      来自Android客户端21楼2018-08-21 14:45
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                        lz说实验证实了,那课本要改咯


                        来自Android客户端22楼2018-08-21 14:46
                        收起回复


                          IP属地:广东23楼2019-02-09 22:24
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                            要做出实用产品来,正统才能相信。


                            IP属地:广东24楼2019-10-24 10:56
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