永動(dòng)機(jī)第一類
第一類永動(dòng)機(jī)是最古老的永動(dòng)機(jī)概念,這一類永動(dòng)機(jī)企圖以機(jī)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。
歷史上最知名的第一類永動(dòng)機(jī)是日本人亨內(nèi)考在十三世紀(jì)提出的“魔輪”,魔輪通過安放到轉(zhuǎn)輪上一系列可動(dòng)的懸臂實(shí)現(xiàn)永動(dòng),向下行方向的懸臂在重力作用下會(huì)向下落下,遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)輪中心,致使下行方向扭力加強(qiáng),而上行方向的懸臂在重力作用下緊靠轉(zhuǎn)輪中心,扭矩增大,扭矩的不平衡驅(qū)動(dòng)魔輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。十五世紀(jì),知名學(xué)者達(dá)芬奇也當(dāng)初設(shè)計(jì)了一個(gè)相同原理的類似裝置,1667年曾有人將達(dá)芬奇的設(shè)計(jì)付諸實(shí)踐,制造了一部半徑5米的龐大機(jī)械,而且這種裝置經(jīng)過試驗(yàn)均以失敗告終。
不僅利使勁矩變化的魔輪,還有借助壓強(qiáng)、水力等原理的永動(dòng)機(jī)問世,并且經(jīng)過試驗(yàn),已確認(rèn)這種永動(dòng)機(jī)方案失敗或僅只是騙子,無一成功。
1842年英國科學(xué)家邁爾提出能量守恒和轉(zhuǎn)化定理;1843年美國科學(xué)家詹姆斯·焦耳提出熱力學(xué)第一定理,她們從理論上證明了才能陡然制造能量的第一類永動(dòng)機(jī)是不能實(shí)現(xiàn)的。熱力學(xué)第一定理的敘述方法之一就是:第一類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)。永動(dòng)機(jī)第二類
以前有人設(shè)計(jì)一類機(jī)器,希望它從低溫?zé)釒欤ū热鐮t窯)汲取熱量后全部拿來做功,不向高溫?zé)釒炫懦鰺崃俊_@些機(jī)器的效率不是可以達(dá)到100%了嗎?這些機(jī)器不遵守能量守恒定理,并且都沒有成功。人們把這些只從單一熱庫放熱,同時(shí)不間斷的做功的永動(dòng)機(jī)叫第二類永動(dòng)機(jī)。這些永動(dòng)機(jī)不可能制成,是由于機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性:機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化內(nèi)能,但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,而不造成其它變化。從研究永動(dòng)機(jī)得到的意外收獲。
前已提到,美國科學(xué)家焦耳也曾被永動(dòng)機(jī)這一“奇妙”的發(fā)明所吸引,并因此做了一二六年的實(shí)驗(yàn),但最后他留給后世的并不是永動(dòng)機(jī),而是證明永動(dòng)機(jī)不可能的“熱功當(dāng)量定理”,這應(yīng)當(dāng)算是研究永動(dòng)機(jī)得到的意外收獲。
斯臺(tái)文是這方面的另一個(gè)反例。在他那種時(shí)代(16世紀(jì)末—17世紀(jì)初),有一種永動(dòng)機(jī)是廣泛被談?wù)撝模鐖D2所示,有14個(gè)能滾動(dòng)的很重的鐵塊用項(xiàng)鏈連上去置于一個(gè)三棱體上。三棱體的一邊比較斜,一邊比較陡,且斜的一邊比陡的一邊長些。永動(dòng)機(jī)的制造者們相信,斜的一邊上有4個(gè)重鐵塊,陡的一邊只有兩個(gè)重鐵塊,4個(gè)鐵塊的下降力自然比兩個(gè)鐵塊大,整個(gè)裝置都會(huì)如箭頭所指示的方向滑出來。一旦右邊滑下去一個(gè)重球,右側(cè)一定同時(shí)補(bǔ)充上一個(gè)重球,右邊的斜面上仍然是4個(gè)重球,右側(cè)的斜面上仍只有兩個(gè)重球,永遠(yuǎn)是右邊的下降力小于左邊的下降力,球鏈都會(huì)永遠(yuǎn)不斷地運(yùn)動(dòng)下去。法國科學(xué)家斯臺(tái)文在研究這些永動(dòng)機(jī)時(shí)永動(dòng)機(jī)原理,從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)判定它不可能永動(dòng),由于左側(cè)球雖多,但斜面緩,每位球形成的向上拉力小,左側(cè)球雖少,但斜面陡,每位球形成的向上拉力大,結(jié)果兩側(cè)斜面向上的拉力一樣大。至此,斯臺(tái)文并沒有停止思維,他又把該問題進(jìn)一步引向深入:因?yàn)榍虻膫€(gè)數(shù)跟斜面的厚度成反比,每位球都是一樣重,所以各邊球的總重也一定跟斜面長成反比。
這就是有名的兩個(gè)斜面上力量平衡的定理。
大致詳盡分類
(1)機(jī)械類:試圖借助機(jī)械內(nèi)循環(huán),對(duì)啟動(dòng)能量進(jìn)行增益,以企圖突破能量守恒。并借助能量增益,使增益的能量輸出,并將輸出能分化為兩部份,一部份給機(jī)械提供動(dòng)力。另一部份對(duì)外做功。
(2)電/磁動(dòng)機(jī):屬于永動(dòng)機(jī)范疇,但因不具備工業(yè)實(shí)用性,被稱為玩具。概念,假定概念,吸鐵石與電磁場(chǎng)互動(dòng),促使能量突破能量守恒,磁動(dòng)機(jī)獲得了輸出小于輸入。但實(shí)際上實(shí)驗(yàn)顯示,磁動(dòng)機(jī)終究會(huì)由于消磁而停止。
(3)熱循環(huán):企圖突破熱一,熱二,但終究失敗,氣溫平衡點(diǎn)與氣溫不可疊加和轉(zhuǎn)化消耗上,難以在內(nèi)部環(huán)境中進(jìn)行百分百轉(zhuǎn)化。
(4)空氣壓縮機(jī):借助壓縮空氣永動(dòng)機(jī)原理,至使氣溫下降。理論上,空氣壓縮與釋放能量守恒,然而使用空氣壓縮的機(jī)構(gòu)涉及連桿等機(jī)械零件能量消耗,但是在熱量揮發(fā)時(shí)速率與空氣回溫等等存在許多不健全,但具體資料因資源有限姑且未知(理論上可行性永動(dòng)機(jī))。
(5)特斯拉線圈:屬于官方資料,民間留傳的聽說是不完整的,但理論上與現(xiàn)實(shí)中線圈的確存在,它是一種在自然界搜集電能量的一種用具。暫且不說官方文獻(xiàn),但以自然界電磁場(chǎng)能量制做出的線圈僅僅只能是個(gè)玩具。
(6)飲水鳥:愛因斯坦自食其言的傳奇玩具,一個(gè)借助液體沸點(diǎn)與自然界體溫的玩具機(jī)械。
(7)幾何永動(dòng):這是集齊所有機(jī)械類理論于一體的永動(dòng)機(jī),并寬闊創(chuàng)新,成就前無古人,也可能后無來者的失敗永動(dòng)機(jī)。這臺(tái)永動(dòng)機(jī)發(fā)明者只研究增益零件,而舍棄了固定能量源,選擇能量源自由。產(chǎn)生了一個(gè)借助邊長相等的圓與三角形之間的扭力不同,而忽視三角形最短扭矩的另類組合。
(8)液態(tài)永動(dòng):借助液體質(zhì)量的密度與引力,或另一種單純的水與二氧化碳引力相結(jié)合設(shè)計(jì)出的永動(dòng)機(jī)。但由于守恒,借助液體質(zhì)量的至今全部失敗,而水與空氣類型的雖然也是失敗。
(9)倒吸虹:這個(gè)永動(dòng)機(jī),試圖改變管線的粗細(xì),在水管的上方加一個(gè)水箱,借助水的壓力,改變吸虹勢(shì)能。但因進(jìn)水口的限制,決定了水的壓力,造成再度失敗。