第一篇：說明永動機是不可能制成的小論文

舉例說明永動機是不可能制成的

摘 要 本文通過對舉例說明和對熱學(xué)原理的闡述驗證永動機在現(xiàn)在是不可能實現(xiàn)的。

關(guān)鍵詞 永動機；熱力學(xué)第一定律；熱力學(xué)第二定律；熱力學(xué)第三定律； 引言

在熱力學(xué)中，我們知道能量是不可能憑空產(chǎn)生的，也不可能從單一熱源吸收熱量全部用來做功，并且熱機的功率是達不到百分之百的，所以必然有能量損失，于是乎在不加人能量的情況下是無法實現(xiàn)永動的。第一類永動機

自從永動機從印度開始提出，人們對永動機的追求就從沒有停止過。十三世紀的一個叫亨內(nèi)考的法國人提出如圖的永動機 這也可以說是最早的永動機。輪子中央有一個轉(zhuǎn)動軸，輪子邊緣安裝著12個可活動的短桿，每個短桿的一端裝有一個鐵球。方案的設(shè)計者認為，右邊的球比左邊的球離軸遠些，因此，右邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩要比左邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩大。這樣輪子就會永無休止地沿著箭頭所指的方向轉(zhuǎn)動下去，并且?guī)訖C器轉(zhuǎn)動。但是這個裝置的實驗結(jié)果是只是左右搖擺了幾下就停下來了。由杠桿平衡原理可知，右邊每個重物施加于輪子的旋轉(zhuǎn)作用雖然較大，但是重物的個數(shù)卻較少。精確的計算可以證明，總會有一個適當?shù)奈恢?，使左右兩?cè)重物施加于輪子的相反方向的旋轉(zhuǎn)作用（力矩）恰好相等，互相抵消，使輪子達到平衡而靜止下來。16世紀70年代，意大利的一位機械師斯特爾又提出了一個永動機的設(shè)計方案。他在設(shè)計時認為，由上面水槽流出的水，沖擊水輪轉(zhuǎn)動，水輪在帶動水磨轉(zhuǎn)動的同時，通過一組齒輪帶動螺旋汲水器，把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中。他想，整個裝置可以這樣不停地運轉(zhuǎn)下去，并有效地對外做功。實際上，流回水槽的水越來越少，很快水槽中的水就全部流進了下面的蓄水池，水輪機也就停止了轉(zhuǎn)動。所以就不會永遠動下去。

第一類永動機都是依賴能量的無限輸出的，但是能量是只能換的，它只能由一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，而不能憑空產(chǎn)生。像浮力就是人們利用的最多的一種力，但其實系統(tǒng)中總能找到一個點使得力矩平衡的。下圖就是一個例子：

水從上往下流的水力，足以帶動一個抽水的系統(tǒng)將水再抽回去。問題是，水車產(chǎn)生的功帶動抽水機所抽的水，永遠少于將水帶上去所需要的能量。

而另一個利用浮力的例子：一連串的球，繞在上下兩個輪子上，可以像鏈條那樣轉(zhuǎn)動。右邊的一些球放在一個盛滿水的容器里。設(shè)計者認為，右邊如果沒有那個盛水的容器，左右兩邊的球數(shù)相等，鏈條是會平衡的。但是，現(xiàn)在右邊這些球浸在水里，受到了水的浮力，就會被水推著向上移動，也就帶動整串球繞上下兩個輪子轉(zhuǎn)動。上面有一個球露出水面。下面就有一個球穿過容器底，補充進來。這樣的永動機也沒有制成，是不是因為要下面的球能夠通過容器底，而又不能讓水漏出來，制造起來技術(shù)上有困難呢？技術(shù)上的困難并不是主要問題，主要問題還是出在設(shè)計的原理上。當下面的球穿過容器底的時候，它和容器底一樣，要承受上面水的壓力，而且是因為在水的最下部，所以它受到的壓力很大。這個向下的壓力，就會抵消上面幾個球所受的浮力，這個水動機也就無法永動了。而利用磁力也是以個好的設(shè)想，此圖是Taisnerius 設(shè)計的永動機，整個系統(tǒng)由一顆強磁鐵，一顆鐵球，和兩個斜坡所組成。理論上鐵球會被磁鐵拉上斜坡，再從洞里掉下去，回到開始的地方，從而不停地運作。問題呢？任何強到足以將鐵球拉上去的磁鐵，自然不可能放鐵球從洞里再掉下去啰！當然，你可以說球在下劃到低端的時候有一個反沖力，它借助磁鐵的吸引力和反沖力回到頂端。但是我們由能量守恒定律可得，球在沒有到達頂端的時候速度就已經(jīng)為0了。我們把磁力的情況簡化，那么做功為0。

Mgh-f1s1=1/2mv*2；

1/2mv*2=mgH+f2s2;這樣解得H是小于h的。

磁力在整個過程中都做功，但是由于摩擦阻力（一直做負功）的作用，所以能量有損失，但卻沒有能量的輸入。于是球是回不去的，也就談不上循環(huán)運作的，所以也就無法永動了。3

第二類永動機

從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響的熱機稱為第二類永動機。但實際的熱力學(xué)過程都是按一定的方向進行的，是不可逆的。熱量可以從高溫物體傳向低溫物體，直至達到溫度相等的熱平衡。雖然第二類永動機沒有違背熱力學(xué)第一定但是卻不符合第二定律。

歷史上首個成型的第二類永動機裝置是1881年美國人約翰·嘎姆吉為美國海軍設(shè)計的零發(fā)動機，這一裝置利用海水的熱量將液氨汽化，推動機械運轉(zhuǎn)。但是這一裝置無法持續(xù)運轉(zhuǎn)，因為汽化后的液氨在沒有低溫?zé)嵩创嬖诘臈l件下無法重新液化，因而不能完成循環(huán)。拿絕熱膨脹來說，在氣體自由膨脹過程中，氣體分子從占有較小的空間自發(fā)的變化到占有較大的空間，這樣分子按位置分布的不確定性變大，即分子運動的無序性變大。從微觀上看，絕熱自由膨脹也是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行。

1877年，玻耳茲蔓提出：孤立系中的自然過程總是沿著熱力學(xué)概率增大的方向進行。玻耳茲蔓用熵S來表證系統(tǒng)內(nèi)分子運動無序性的大小。1900年，普朗克改進了玻耳茲蔓的公式：

S=klnΩ

而由熵增加原理可知道永動是不可能的。一個孤立系統(tǒng)的熵不能減少，而只能增加，現(xiàn)實中的情況就是如此；或者不變，在理想的可逆系統(tǒng)的情況下，這在現(xiàn)實世界從未發(fā)生。熵增加原理也給出了時間的方向，這就是系統(tǒng)自發(fā)演化的方向。比如你從冰箱里取出一塊冰，放在手上，冰很快會化成水，水又會化成氣；同時，屋子里的溫度會降低一點點兒，濕度會增高一點點兒。這個過程是一個人所習(xí)見、人所共知的正常過程，這個事件的序列就給出了時間的方向。反過來，如果你看到了它的逆過程：你的手上忽然浮現(xiàn)出一顆水珠，水珠越來越大，然后變成一個冰塊，同時，室內(nèi)的溫度增高一點點兒，濕度降低一點點兒，你一定會詫異萬分，不是屋子出了毛病，就是你在看電影。這個逆過程雖然不違背熱一律，但是違背熱二律。

結(jié)論：

永動機在現(xiàn)在物理成立的條件下是無法存在的。

但是想要制造永動機就只能寄希望于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的不成立了?；蛘邚拈_放與孤立下手，強調(diào)條件不成立；或者干脆就直接想象，存在某一種未知的機制，在將來的某一天改變熱二律成立的條件，乃至于改變熱二律本身。

但科學(xué)的進步需要質(zhì)疑需要顛覆。

第二篇：不可能實現(xiàn)的永動機-中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)

不可能實現(xiàn)的永動機

記得上初中的時候曾經(jīng)看過一本書名叫《趣味物理學(xué)》，非常的有趣，在看完了全書之后，我對其中的一個介紹永動機的章節(jié)產(chǎn)生了濃厚的興趣。由于當時還沒怎么學(xué)過物理，對熱力學(xué)第一第二定律一無所知，幼稚而又天真的我整天就想設(shè)計一臺永動機。為此我滿懷激情的進行了一系列現(xiàn)在看來極為可笑的設(shè)計，結(jié)果不用說，根本設(shè)計不出一臺符合要求的所謂的永動機。后來學(xué)了一些物理，知道永動機是無法實現(xiàn)的。但我覺得這也在從另一個方面促進了我對物理學(xué)的認識和理解。我也從中感覺到對一些錯誤命題的深入研究能促進學(xué)術(shù)本身的向前?？v觀物理學(xué)的發(fā)展乃至整個人類社會的進步又何嘗不是如此呢？故此我認為我們沒必要回避永動機這個話題。要知道，有些著名命題的提出都和永動機的研究有關(guān)，一些著名的物理學(xué)家都研究過永動機，還有很多親自設(shè)計過永動機方案。每一種全新概念永動機的提出往往會帶來很多新的發(fā)現(xiàn)，而每一次對之否定的過程，又會加深人們對物理學(xué)某些領(lǐng)域的認識。而人們在追求不耗能的完美裝置的同時，又不經(jīng)意的設(shè)計了許多極其精妙的高效機械，帶來技術(shù)的革新。

說了這么多，我們不妨來看一些歷史上經(jīng)典的而又富有代表性永動機設(shè)計。再由此做出一些分析。憑我們目前所學(xué)的知識，我想已經(jīng)足夠推翻大師們的“經(jīng)典”之作了

文藝復(fù)興時期意大利的達·芬奇造了一個永動機裝置。他設(shè)計時認為，右邊的重球比左邊的重球離輪心更遠些，在兩邊不均衡的作用下會使輪子沿箭頭方向轉(zhuǎn)動不息。事實上，由杠桿平衡原理可知，右邊每個重物施加于輪子的旋轉(zhuǎn)作用雖然較大，但是重物的個數(shù)卻較少。精確的計算可以證明，總會有一個適當?shù)奈恢?，使左右兩?cè)重物施加于輪子的相反方向的旋轉(zhuǎn)作用（力矩）恰好相等，互相抵消，使輪子達到平衡而靜止下來。

十九世紀發(fā)現(xiàn)電、磁等新的自然力，有人又想把它組成最新式永動機。結(jié)果也是徒勞的，一無所獲。

首先浮力成為考慮的熱點。一個著名的浮力永動機設(shè)計方案是：一連串的球，繞在上下兩個輪子上，可以像鏈條那樣轉(zhuǎn)動。右邊的一些球放在一個盛滿水的容器里。設(shè)計者認為，右邊如果沒有那個盛水的容器，左右兩邊的球數(shù)相等，鏈條是會平衡的。但是，現(xiàn)在右邊這些球浸在水里，受到了水的浮力，就會被水推著向上移動，也就帶動整串球繞上下兩個輪子轉(zhuǎn)動。上面有一個球露出水面。下面就有一個球穿過容器底，補充進來。這樣的永動機也沒有制成，是不是因為要下面的球能夠通過容器底，而又不能讓水漏出來，制造起來技術(shù)上有困難呢？技術(shù)上的困難并不是主要問題，主要問題還是出在設(shè)計的原理上。當下面的球穿過容器底的時候，它和容器底一樣，要承受上面水的壓力，而且是因為在水的最下部，所以它受到的壓力很大。這個向下的壓力，就會抵消上面幾個球所受的浮力，這個水動機也就無法永動了。

后來，磁力也曾經(jīng)扮演過不小的角色。下面的這種磁力“永動機”，是17世紀的英國人約翰·維爾金斯（捷斯特城的主教）設(shè)計的。

在小柱上放一個強力的磁鐵A。兩個斜的木槽M和N疊著倚靠在小柱旁邊。上槽M的上端有一個小孔C，下槽N是彎曲的。這位發(fā)明家想，如果在上槽上放一個小鐵球B，那末由于磁鐵A的吸引力，小球會向上滾，可是滾到小孔處，它就要落到下槽N上，一直滾到N槽的下端，然后順著彎曲處D繞上來，跑到上槽M上。在這里，它又受到磁鐵的吸引，重新向上滾，再從小孔里落下去，沿著N槽滾下去，然后再經(jīng)過彎曲處回到上槽里來，以便重新開始運動。這樣，小球就會不停地前后奔走，進行“永恒的運動”。

要指出它的錯誤也并不難。為什么小球沿著N槽滾到它的下端以后，還會有一種速度，使它能夠順著彎曲處D繞到上面來呢？假如小球只是在重力這一個作用下滾動的，那它是不難順著彎曲處上升的，因為那時候它是加速地向下滾的。可是這小球是在重力和磁力這兩種力的作用下滾著的，并且磁力是這樣強，可以強迫小球從位置B上升到C。所以小球沿著N槽滾動的時候不能加速前進，而是要變慢的；即使它能滾到N槽的下端，也無論如何不能積蓄起一種速度，使自己能繞著彎曲處D上升。

此外，人們還提出過利用輪子的慣性，細管子的毛細作用等獲得有效動力的種種永動機設(shè)計方案，但都無一例外地失敗了。其實，在所有的永動機設(shè)計中，我們總可以找出一個平衡位置來，在這個位置上，各個力恰好下互抵消掉，不再有任何推動力使它運動。所有永動機必然會在這個平衡位置上靜止下來，變成不動機。

各種永動機設(shè)計方案的失敗，制造永動機美好夢想的破滅，對于每一個尋找永動機的人是一個不小的打擊。但是，反思這一失敗的探索過程，它從反面給人類以啟迪，一些科學(xué)家從這一否定的結(jié)論中開始思考，提出這樣一個問題：永動機不可能制成，是不是說明自然界存在著一條法則，它使我們不可能無中生有地獲得能量？也就是說自然界各種能量之間存在著一定的轉(zhuǎn)化關(guān)系。這方面的思考是能量轉(zhuǎn)化和守恒原理建立的線索之一。德國著名物理學(xué)家和生理學(xué)家亥姆霍茲就是從永動機不可能實現(xiàn)的這個事實入手研究發(fā)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化和守恒原理的

追尋永動機的失敗經(jīng)歷，可以給我們兩點啟示：首先，失敗的經(jīng)歷也有積極的科學(xué)研究價值，永動機的種種設(shè)計方案的失敗，引起了人們的反思，啟發(fā)了能量轉(zhuǎn)化和守恒的思想，成為能量轉(zhuǎn)化和守恒原理建立的思考線索之一；其次，要依據(jù)科學(xué)規(guī)律辦事。歷史上追求永動機的人們，并不是因為他們沒有一種良好的愿望，也不是他們?nèi)狈炭嚆@研的精神，只是由于他們做的是違背客觀規(guī)律的工作。

最近又看到有一些人吹噓永動機的模型。我想針對這些模型運用自己已學(xué)的知識作出一些批判。

國內(nèi)某報聲稱中國科學(xué)院生物物理研究所一位研究員發(fā)明的無偏二極管在不需要外加任何能源的條件下，只要環(huán)境溫度高于負273℃，該器件就能奇跡般地輸出直流電流，將是一種取之不盡、完全沒有污染的新型能源。據(jù)稱“無偏二極管”從環(huán)境吸收熱量后，半導(dǎo)體中的電子能自發(fā)形成電流，電流流過負載電阻，電阻發(fā)熱，熱量散發(fā)到環(huán)境中，通過環(huán)境再還給二極管，如此形成循環(huán)，二極管便可依靠從環(huán)境吸收熱量而持續(xù)輸出能量。該研究員聲稱他的這項發(fā)明是利用所謂“內(nèi)能”，既不違反熱力學(xué)第一定律，也不違反熱力學(xué)第二定律，不是永動機，而是像自然界中的水-空氣循環(huán)那樣“巧用循環(huán)”。其實水-空氣循環(huán)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)，是因為有太陽能補充能量，與該研究員的“巧用循環(huán)”并不是一回事?！盁o偏二極管”是要“從單一室溫環(huán)境獲得能量”，而熱力學(xué)第二定律已指出，自然界中一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是不可逆的，要從單一和均勻的熱源(例如海洋、大氣層)吸取能量實現(xiàn)循環(huán)是不可能的。所以這個“無偏二極管”實際上就是違反熱力學(xué)第二定律的第二類永動機。

再來看一個更加有趣的例子。

在赤道上建一座40000公里的高塔，若頂上安置個百噸重球，通過長長的齒桿連接到地面，40000公里的高空，完全失重！在橫向上塔會迫使重球與地球同步，偏偏縱向上重球卻缺乏向心力的約束，因此，重球?qū)⒈桓咚偎Τ鋈?！不僅僅如此，重球升得越高，離心力會越大，它會加速！它會越來越快！于是齒桿就可以帶動齒輪，然后是發(fā)電機……" 這個方案貌似有理有據(jù)，我們暫且不論40000公里的高塔連自己的重量都承受不了。就設(shè)計本身而言不違反任何一條定律。設(shè)計者仿佛也看到永動時代的到來。但我還是不得不很遺憾的指出，這個設(shè)計還是行不通的。我建議這個設(shè)計者去看看冰上芭蕾，瞧瞧演員旋轉(zhuǎn)時的展臂動作，他或許就會明白了。首先，要提升長齒桿，就要離心力做功；但離心力做功是以犧牲帶動塔一起旋轉(zhuǎn)的地球的動能為代價的。這種動能雖儲備頗豐，但畢竟有限！如果他真打算從地

球那兒得到動能，那地球的自轉(zhuǎn)速度就會大大降低，那時我們就不得不面對漫漫的長日與長夜了！

時至今日，仍然還有人在研究設(shè)計各種形式的永動機，對此我的態(tài)度是設(shè)計永動機本身是沒有任何意義的，但在研究的過程中有新的發(fā)現(xiàn)有新的見解，能推動物理學(xué)的進步和發(fā)展，這是我們所愿意看到的。至于由此而發(fā)明的新技術(shù)新成果更是我們所歡迎的。但如果打著制造永動機的幌子招搖撞騙那就實在是讓人有點哭笑不得了，在自然科學(xué)已經(jīng)高度發(fā)展的今天，有那么多人會相信永動機的存在，這不能不說是一個可悲的事實。

最后我想向老師請教一個關(guān)于能量守恒的提法：

是否存在這樣的非保守場：某個物體在這個場中沿兩個不同的閉合曲線回到出發(fā)點，該場作用力對它所做的功不同（也就是說可以不為零）。正因為可以不為零，所以就可以出現(xiàn)往外不停輸出能量的機械和不停吸進能量的機械。在這樣的非保守場中，是否存在第一類永動機？比如某個物體逆時針轉(zhuǎn)，則可以源源不斷地產(chǎn)生能量；如果順時針轉(zhuǎn)則能量被源源不斷地吸走。

我知道這個提法肯定是錯誤的，請您批評指教。

(物理一班 查毅勇 PB04203121)

第三篇：第一類永動機論文beta

第一類永動機

perpetual-motion machine of the first kind

永動機(Perpetual motion describes hypothetical machines that operate or produce useful work indefinitely and, more generally, hypothetical machines that produce more work or energy than they consume, whether they might operate indefinitely or not.)是一類想象中的不需外界輸入能源、能量或在僅有一個熱源的條件下便能夠不斷運動并且對外做功的機械。歷史上人們曾經(jīng)熱衷于研制各種類型的永動機，其中包 括達芬奇、焦耳這樣的學(xué)術(shù)大家，另外包括一些希望以永動機出名和獲利的騙子。在熱力學(xué)體系建立后，人們通過嚴謹?shù)倪壿嬜C明了永動機是違反熱力學(xué)基本原理的設(shè)想，從此之后就少有永動機的研究者了。不過從一個側(cè)面也可以認為，人類對永動機的熱情以及制造永動機的種種實踐，推動了熱力學(xué)體系的建立和機械制造技術(shù)的進步。(Classification A perpetual motion machine of the first kind produces work without the input of energy.It thus violates the first law of thermodynamics: the law of conservation of energy.A perpetual motion machine of the second kind is a machine which spontaneously converts thermal energy into mechanical work.When the thermal energy is equivalent to the work done, this does not violate the law of conservation of energy.However it does violate the more subtle second law of thermodynamics.The signature of a perpetual motion machine of the second kind is that there is only one heat reservoir involved, which is being spontaneously cooled without involving a transfer of heat to a cooler reservoir.This conversion of heat into useful work, without any side effect, is impossible, according to the second law of thermodynamics.)第一類永動機（Perpetual-motion machine of the first kind，a perpetual motion machine of the first kind produces work without the input of energy.）是最古老的永動機概念，這一類永動機試圖以機械的手段在不獲取能源的前提下使體系持續(xù)地向外界輸出能量。歷史上最著名的第一類永動機是法國人亨內(nèi)考在十三世紀提出的“魔輪”，魔輪通過安放在轉(zhuǎn)輪上一系列可動的懸臂實現(xiàn)永動，向下行方向的懸臂在重力作用下會向下落下，遠離轉(zhuǎn)輪中心，使得下行方向力矩加大，而上行方向的懸臂在重力作用下靠近轉(zhuǎn)輪中心，力矩減小，力矩的不平衡驅(qū)動魔輪的轉(zhuǎn)動。

十五世紀，著名學(xué)者達芬奇也曾經(jīng)設(shè)計了一個相同原理的類似裝置，他設(shè)計時認為，右邊的重球比左邊的重球離輪心更遠些，在兩邊不均衡的作用下會使輪子沿箭頭方向轉(zhuǎn)動不息。后來曾有人將達芬奇的設(shè)計付諸實踐，制造了一部直徑5米的龐大機械，但是這些裝置經(jīng)過試驗均以失敗告終。有人認為如飛輪之類，一旦開始運動，若無摩擦阻力作用，是可以永久繼續(xù)運動下去的，這在實際上雖然不易實現(xiàn)，但是在道理上說得通，可以看作一種實際的極限情況。他們還認為：所謂永動機并不是指這種情況，不是試圖去保持永恒的運動，而是期望在沒有外界能源供給，即不消耗任何燃料和動力的情況下，源源不斷地得到有用的功。事實上，這種顧慮是

完全沒有必要的。

關(guān)于這些問題，焦耳于1843年設(shè)計完成了著名的焦耳實驗。

焦耳在一水槽中方有一容器，其左側(cè)充以低壓氣體（看成系統(tǒng)）,右側(cè)

抽成真空，中間以旋塞連接。實驗中打開旋塞，使氣體向真空膨脹，直至

平衡，然后通過水浴中的溫度計觀測水溫的變化，試驗中發(fā)現(xiàn)水溫維持不

變。由于實驗中采用低壓氣體，因此可以看成是理想氣體。

雖然焦耳設(shè)計的實驗并不精確，但焦耳將實驗結(jié)果進行適當?shù)奶幚砜?/p>

后，發(fā)現(xiàn)該實驗表明，自然界的一切物質(zhì)都具有能量，它可以有多種不同的形式，但通過適當?shù)难b置，能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，在相互轉(zhuǎn)

化中，能量的總數(shù)量不變。

我們在這里引入熱力學(xué)第一定律。熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律對非

孤立系統(tǒng)的擴展。此時能量可以以功w或熱量Q的形式傳入或傳出系統(tǒng)。即：

△Eint=Q+W

式中ΔEint為系統(tǒng)內(nèi)能的變化量（即我們課本上的△U,課本上公式為△

U=Q+W），若外界對該系統(tǒng)做功，則W為正值，反之為負值。

寫成微分形式為：

dEint=dQ-dW

(即課本上的dU=?Q+?W）

對其進行具體闡述即為以下幾點：

1.物體內(nèi)能的增加等于物體吸收的熱量和對物體所作的功的總和。

2.系統(tǒng)在絕熱狀態(tài)時，功只取決于系統(tǒng)初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)的能

量，和過程無關(guān)。

3.孤立系統(tǒng)的能量永遠守恒。

4.系統(tǒng)經(jīng)過絕熱循環(huán)，其所做的功為零，因此第一類永動機是不可

能的（即不消耗能量做功的機械）。

5.兩個系統(tǒng)相互作用時，功具有唯一的數(shù)值，可以為正、負或零。

我們可以看到，熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)是能量守恒原理，即隔離系統(tǒng)

無論經(jīng)歷何種變化，其能量守恒。

綜上所述，我們可知，自然界的一切物質(zhì)都具有能量，它可以有多種不同的形式，但通過適當?shù)难b置，能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，在相互轉(zhuǎn)化中，能

量的總數(shù)量不變，因為能量的轉(zhuǎn)化是有方向性的，自然界里無論什么運動都會產(chǎn)

生熱，熱向四周擴散，成為無用的能量。如不補給能量，任何運動著的機器都會停下來。換個方面講，由杠桿平衡原理可知，上面兩個設(shè)計中，右邊每個重物施加于輪子的旋轉(zhuǎn)作用雖然較大，但是重物的個數(shù)卻較少。精確的計算可以證明，總會有一個適當?shù)奈恢茫棺笥覂蓚?cè)重物施加于輪子的相反方向的旋轉(zhuǎn)作用（力矩）恰好相等，互相抵消，使輪子達到平衡而靜止下來。如果這種永動機真的能夠制成，那么就可以不使用任何自然能源無中生有地得到無限多的動力，而這明顯與熱力學(xué)第一定律相違背。

除了利用力矩變化的魔輪，還有利用浮力、水力等原理細管子的毛細作用等的永動機問世。如斯特爾的永動機（著名的利用水的永動機，曾出現(xiàn)在中學(xué)課本）。

16世紀70年代，意大利的一位機械師斯特爾提出了一個永動機的設(shè)計方案。他在設(shè)計時認為，由上面水槽流出的水，沖擊水輪轉(zhuǎn)動，水輪在帶動水磨轉(zhuǎn)動的同時，通過一組齒輪帶動螺旋汲水器，把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中。他想，整個裝置可以這樣不停地運轉(zhuǎn)下去，并有效地對外做功。實際上，流回水槽的水越來越少，很快水槽中的水就全部流進了下面的蓄水池，水輪機也就停止了轉(zhuǎn)動。浮力也是設(shè)計永動機的一個好幫手。是一個著名的浮力永動機設(shè)計方案。一連串的球，繞在上下兩個輪子上，可以像鏈條那樣轉(zhuǎn)動。右邊的一些球放在一個盛滿水的容器里。設(shè)計者認為，右邊如果沒有那個盛水的容器，左右兩邊的球數(shù)相等，鏈條是會平衡的。但是，現(xiàn)在右邊這些球浸在水里，受到了水的浮力，就會被水推著向上移動，也就帶動整串球繞上下兩個輪子轉(zhuǎn)動。上面有一個球露出水面。下面就有一個球穿過容器底，補充進來。這樣的永動機也沒有制成，是不是因為要下面的球能夠通過容器底，而又不能讓水漏出來，制造起來技術(shù)上有困難呢？技術(shù)上的困難并不是主要問題，主要問題還是出在設(shè)計的原理上。當下面的球穿過容器底的時候，它和容器底一樣，要承受上面水的壓力，而且是因為在水的最下部，所以它受到的壓力很大。這個向下的壓力，就會抵消上面幾個球所受的浮力，這個水動機也就無法永動了。

我們再對其他的一些第一類永動機進行反駁。大約在1570年，意大利有一位教授叫泰斯尼爾斯，提出用磁石的吸力可以實現(xiàn)永動機。他的設(shè)計如下所示，A是一個磁石，鐵球C受磁石吸引可沿斜面滾上去，滾到上端的E處，從小洞B落下，經(jīng)曲面BFC返回，復(fù)又被磁石吸引，鐵球就可以沿螺旋途徑連續(xù)運動下去。大概他那時還沒有建立庫侖定律，不知道電場力大小是與距離的平方成反比變化的，只要認真想一想，其荒謬處就一目了然了。17世紀和18世紀時期，人們又提出了新的各種永動機設(shè)計方案，宮廷里聚集了形形色色的企圖以這種虛幻的發(fā)明來掙錢的方案設(shè)計師，這一切像海市蜃樓一樣吸引著研究者們。17世紀，英國有一個被關(guān)在倫敦塔下叫馬爾基斯的犯人，他做了一臺可以轉(zhuǎn)動的“永動機”。那是一個直徑達4．3米的轉(zhuǎn)輪，有40個各重23千克的鋼球沿轉(zhuǎn)輪輻翼外側(cè)運動，使力矩加大，待轉(zhuǎn)到高處時，鋼球會自動地滾向中心。據(jù)說，他曾向英國國王查理一世表演過這一裝置。國王看了很是高興，就特赦了他。其實這臺機器是靠慣

性來維持短時運動的。軟臂永動機 19世紀有人設(shè)計了一種特殊機構(gòu)。它的臂可以彎曲。臂上有槽，小球沿凹槽滾向伸長的臂端，使力矩增大。轉(zhuǎn)到另一側(cè)，軟臂開始彎曲，向軸心靠攏。設(shè)計者認為這樣可以使機器獲得轉(zhuǎn)矩。然而，他沒有想到力臂雖然縮短了，阻力卻增大了，轉(zhuǎn)輪只能停止在原地。另外在1980年代的巴黎博覽會上，曾展出過一種“永動機裝置”：這個裝置是一個不停轉(zhuǎn)動的大輪子，參觀博覽會的觀眾對這架永動機非常好奇，紛紛逆旋轉(zhuǎn)方向推動輪盤，以期阻止輪子的轉(zhuǎn)動。這個永動裝置的設(shè)計者正是利用了觀眾的好奇心，讓他們向后轉(zhuǎn)動輪盤的動作為永動機上緊發(fā)條，維持裝置的運轉(zhuǎn)。類似的例子還有許多，這里就不詳細描述了。

當然就在一些人熱衷于制造永動機的同時，也不乏清醒者，科學(xué)家們從力學(xué)基本理論的研究中逐步認識到了自然界的客觀規(guī)律性。斯蒂文于1568年寫了一本《靜力學(xué)基礎(chǔ)》，其中討論斜面上力的分解問題時，明確地提出了永動機不可能實現(xiàn)的觀點。他所用的插圖畫在該書扉頁上，上方寫著：“神奇其實并不神奇。”將14個等重的小球均勻地用線穿起組成首尾相連的球鏈，放在斜面上，他認為鏈的“運動沒有盡頭是荒謬的”，所以兩側(cè)應(yīng)平衡。關(guān)于永動機的不可能，還應(yīng)當提到荷蘭物理學(xué)家司提芬。16 世紀之前，在靜力學(xué)中，人們只會處理求平行力系的合力和它們的平衡問題，以及把一個力分解為平行力系的問題，還不會處理匯交力系的平衡問題。為了解決這類問題，人們把他歸結(jié)于解決三個匯交力的平衡問題。通過巧妙的論證解決了這個問題。假如你把一根均勻的鏈條ABC放置在一個非對稱的直立（無摩檫）的楔形體上，這時鏈條上受兩個接觸面上的反力和自身的重力。恰好是三個匯交力。鏈條會不會向這邊或那邊滑動？如果會，往哪一邊？司提芬想象把楔形體停在空中，在底部由CDA 把鏈條連起來使之閉合。最后解決了這個問題。在底部懸掛的鏈條自己是平衡的，把懸掛的部分和上部的鏈條連起來，斯提芬說：“假如你認為楔形體上的鏈條不平衡，我就可以造出永動機。”事實上如果鏈條會滑動，那么你就必然會推出封閉的鏈條會永遠滑下去；這顯然是荒謬的，回答必然是鏈條不動。并且他由此得到了匯交三力平衡的條件。他覺得這一證明很妙，就把它放在他的著作《數(shù)學(xué)備忘錄（Hypomnemata Mathematica）》的扉頁上，他的同輩又把它刻在他的墓碑上以表達敬仰之意。匯交力系的平衡問題解決，也標志著靜力學(xué)的成熟。這甚至早于 1842年荷蘭科學(xué)家邁爾提出能量守恒和轉(zhuǎn)化定律；1843年英國科學(xué)家詹姆斯·焦耳提出熱力學(xué)第一定律,當然這是與熱力學(xué)定律的互相補充與完善。

經(jīng)過試驗，已確認這些永動機方案失敗或僅只是騙局，無一成功。1775年法國科學(xué)家鄭重通過了一項決議，拒絕審理永動機（《法國科學(xué)院的歷史》一書中有如下記載：“這一年科學(xué)院通過決議，決定拒絕審理有關(guān)下列問題的解答：倍立方，三等分角，求與圓等面積的正方形，以及表現(xiàn)永恒運動的任何機器。” 并且解釋說：“永動機的建造是絕對不可能的，即使中間的摩擦和阻力不致最終破壞原來的動力，這個動力也不能產(chǎn)生等于原因的效果；再如設(shè)想動力可以連續(xù)起作用，其效果在一定時間之內(nèi)也會是無限小。如果摩擦和阻力減小，初始的運動往往得以繼續(xù)，但它不能與其他物體作用，在這種自然界不可能存在的假設(shè)中，惟一可能的永恒運動對實現(xiàn)永動機建造者的目的將毫無用處。這些研究的缺點是費用極度昂貴，不止毀了一個家庭，本來可以為公眾提供大量服務(wù)的技師們，往往為此浪費了他們的工具、時間和聰明才智?！保?，現(xiàn)在美國專利及商標局嚴禁將專利證書授予永動機類申請。

因而我們可以得到這么一個結(jié)論：熱力學(xué)第一定律的表述方式之一就是，第一類永動機不可能實現(xiàn)。熱力學(xué)第一定律就是涉及熱現(xiàn)象領(lǐng)域內(nèi)的能量守恒和轉(zhuǎn)化定律。確實，歷史上人們曾經(jīng)熱衷于研制各種類型的永動機，其中包括達芬奇、焦耳這樣的學(xué)術(shù)大家，另外包括一些希望以永動機出名和獲利的騙子，但是他們體現(xiàn)了人們的不斷追求，表現(xiàn)出了人們在追尋自然規(guī)律的過程中做出的種種努力與人類不斷發(fā)展創(chuàng)新的信念，而且在對第一類永動機的研究中讓人們更加深刻地理解了熱力學(xué)第一定律，讓我們了解到了第一類永動機的唯心本質(zhì)。

第一類永動機是違反科學(xué)與自然規(guī)律的，是永遠不會成功的。

10級化學(xué)工程與工藝（4）班

第四篇：創(chuàng)新是企業(yè)進步永動機

創(chuàng)新是企業(yè)進步的永動機

企業(yè)文化的核心是企業(yè)精神，企業(yè)精神的核心是創(chuàng)新與發(fā)展，發(fā)展的核心是不斷創(chuàng)造符合市場需求的有用價值

山東拜爾建材有限公司是在不斷地創(chuàng)新中成長起來的企業(yè)。面對生產(chǎn)、銷售、管理等企業(yè)面臨的各種情況時時按規(guī)律提出創(chuàng)新的想法。生產(chǎn)方面拜爾公司在原材料方面提出了用脫硫石膏替代天然石膏的目標。經(jīng)過公司生產(chǎn)部門的從模仿到創(chuàng)新的思路，一點點的攻破難關(guān)。建立起自己的脫硫石膏生產(chǎn)石膏板的方法。從而降低了成本，符合了現(xiàn)在國家倡導(dǎo)的節(jié)能減排政策。低碳生活，從使用拜爾定位點石膏板開始

在市場經(jīng)濟時代，企業(yè)家和市場都認可這樣的說法：那些不能創(chuàng)新的經(jīng)營者，終將擺脫不了被淘汰的命運。企業(yè)通過創(chuàng)新經(jīng)營，在市場的某些領(lǐng)域或?qū)哟文芙葑阆鹊?，就能與企業(yè)對手拉開差距，這是確定企業(yè)優(yōu)勢的最重要的手段。如前所述，對于企業(yè)本身來說，只要企業(yè)沒有做過的、為了達到發(fā)展的目的去設(shè)計以及策劃并付諸實施的事情都屬于企業(yè)創(chuàng)新。

山東拜爾建材提出了建立拜爾建材專賣店的營銷思路。專賣店在其它產(chǎn)品領(lǐng)域是一個比較成熟的營銷方法，但在建材類還沒有。銷售關(guān)鍵在于渠道的建立維護，專賣店這種形式可以更好更直接的管理建立銷售渠道。拜爾建材專賣店不僅提升了公司對銷售的掌控，還提升產(chǎn)品的價值，在專賣店能提供優(yōu)質(zhì)的建材，還能享受周到的服務(wù)。使客戶買的放心、用的安心、切實感受到拜爾建材專賣店是一個值得信賴的朋友

在企業(yè)界有一句話非常有名那就是“一直被模仿從未被超越”。在拜爾建材提出了管理等工作要創(chuàng)造性模仿的工作方法。企業(yè)管理創(chuàng)新決策對于企業(yè)的生存和發(fā)展越來越重要，其重要性越來越接近企業(yè)的戰(zhàn)略創(chuàng)新。企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，盡管并沒有與企業(yè)的命運直接相關(guān)，但是組織的擴大對企業(yè)的生存影響程度已經(jīng)很高；又如企業(yè)形象和文化創(chuàng)新是企業(yè)的精神狀態(tài)、企業(yè)在社會公眾心目中的形象的表現(xiàn)，而這是企業(yè)的生命力強弱的重要因素。

沒有創(chuàng)新的企業(yè)是沒有希望的企業(yè)。拜爾建材永葆創(chuàng)新精神，使創(chuàng)新成為企業(yè)不斷進步的永動機

第五篇：人是不可能被注定勵志文章

15歲那年，我仍是半工半讀的少年。有一次在茶樓打工，肚子太餓了，客人買單離去后，我趁人不留神偷吃了一個客人剩下的叉燒包，誰知被經(jīng)理看見了，他硬說我偷吃茶樓的食品，我逝世不否認，經(jīng)理惱羞成怒給了我一個狠狠的耳光。當時一陣眩暈，眼淚不受把持地流了下來，而我也被開革了。

我一邊哭一邊走回我租住的處所。其實那只是一個兩層鐵架床的上層，香港稱之為“籠屋”。我跟住在我隔壁床位的老伯哭訴，他慈愛地撫慰我，我問老伯：“為什么我的命這么苦？12歲爸媽就離婚不要我了，上學(xué)受人欺侮，打工也被人委屈，豈非我注定要一輩子這么不幸嗎……”

老伯看著我好一會兒，忽然笑出了聲：“嘿！小鬼頭，胡言亂語！誰告知你人是要被注定的？要是這樣那還有什么驚喜，連做百萬富翁也沒什么意思了。你這個小笨蛋！”說完他便去上班了。他是個當夜班的保安員，平時老是呶呶不休，我向來把他的話當耳邊風(fēng)，但他這一句“人是不可能被注定的”卻把我一言驚醒。

我酷愛音樂，無論路有多災(zāi)走，我都走下去，由于這樣我才能夠終生無悔。由保持開始，我的執(zhí)著、信念來了，10年之后，《一場游戲一場夢》面世了。

《一場游戲一場夢》是我的第一張唱片，它也見證了我性命的轉(zhuǎn)折點。記得唱片推出上市的第一天，公司的一位“先輩”刺我：“王杰，你的唱腔切實太奇異了，你覺得你的新唱片能賣多少？”他的眼神不太友善，但我還是很坦誠地說：“應(yīng)當可以賣到30萬張吧。”沒想到，不到半天，我的答復(fù)就被當成笑話傳遍了公司，甚至有人見到我就開始叫我“30萬”——在他們眼里，我是想一夜成名想瘋了?？粗麄兊淖I笑，甚至連唱片的制造人都不幫我說句話。我只有在心里默念著老伯曾經(jīng)說過的話，告訴自己：人是不可能被注定的，是否改變命運，就靠這一次了。唱片推出的第7天晚上，我放工后坐計程車回家。車窗外不斷流逝著漂亮的夜景，閃耀的霓虹燈照射著街上的夜歸人，我卻無心觀賞，一想到未來，想到自己夸下30萬的?？?，我的心就一陣陣刺痛。

模糊中，計程車的收音機里傳出一個悅耳的聲音：接下來播放的是本周流行榜的冠軍歌曲。一陣音樂的前奏響起，熟習(xí)的旋律讓我的心開始狂跳。主持人持續(xù)說：“本禮拜的風(fēng)行榜冠軍歌曲，就是王杰主唱的《一場游戲一場夢》?！蹦且祸畷r，我淚流滿面。

第二天，我推開唱片公司大門，所有人的臉都在看到我的一瞬間掛上笑顏。之后，我聽到良多祝賀的聲音，我一直向他們說著多謝，我不曉得，這算不算是一場游戲一場夢。改變運氣的時刻已經(jīng)從前，而我也徹底相信了，人是不可能被注定的！

到當初為止，《一場游戲一場夢》已經(jīng)大略超過1800萬張的銷量，可能大家不信任，實在我素來沒有認為我紅過，而后來情感漸變，甚至在官司中家財散盡一切從頭開端，我也不感到有多泄氣。

在世事的動蕩中，我對那位老伯的話有了更加深切的領(lǐng)會，人的畢生是不可能被注定的，人來到了這世上，就是為了休會驚喜與豪情，同時，跌撞跟低谷也就是未免的了。有過不一樣的體驗的人才是真正幸福的人，就像那位老伯，他只是個守夜的，可是誰能想到他心里的快活與充裕呢？所以，盡所有可能轉(zhuǎn)變自己、豐盛本人，享受生涯中的各種驚喜，這才是咱們來到這個世界的目標！