中国有几个永动机?

融国玥融国玥最佳答案最佳答案

这个问题的答案其实很复杂,我尽量以简单语言解释一下。 “永动机”这个词实际上是被神化了。严格意义上来说,这个世界上根本没有真正意义上的永动机。所谓永动机的神话,其实只是对某些“能量不断流动却不消耗”的机器的幻想和期待而已。这种机器实际上并不存在。 但是,因为热力学第一定律告诉我们,一个孤立系统的熵总是增加,而温度是体系混乱程度的量度,因此可以推出,对于一个不对外做功也不吸收外能量的系统(比如真空),其温度必须达到0K(绝对零度)。所以,绝对低温本身就是不可能实现的。 然而,如果允许外界向系统输入能量——比如说通过绝热压缩气体的方式,那么就可以将温度降到比绝对温度更低。然而由于系统本身要做功,因此必然有一部分动能转化为其它形式的能(比如分子势能),因此不可能完全降低到0K。也就是说,绝热过程不可能将温度降到0K。世界上不存在所谓的“绝对低温”。

于是问题就来了,如果连“绝对低温”都不存在,难道永动机真的可能实现吗? 事实上,只要温度低到足以使构成永动机的许多原子、分子的运动被抑制(即达到量子效应出现的要求),并且这些粒子之间的相互作用能为负(通常需要极其苛刻的条件才能实现),则可以实现一种近似永动的状态:所有的粒子几乎都没有动能,因此理论上永远不会消失;它们之间相互的碰撞总是阻止了某个特定方向上的运动,从而使得整个系统看起来像一个永动机。

这样的系统虽然看起来像永动机,但实际上还是遵循熵增原理,而且总有个极限,达到极限后就必须对外做功或吸收外能量。因此本质上来说还是不可逆的。只不过非常接近可逆而已。

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