内容发布更新时间 : 2024/7/1 7:47:18星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

由布朗运动看第二类永动机的可行性

热力学第二定律指出，第二类永动机不可能制成。实际上是指出了能量转化方向的不可逆性--物体的机械能可以“自发地”转化为内能，而内能却不能在无温差情况下“自发地”转化为物体的机械能。我们在生活中的确从未见过一个热机靠降低温度把内能自发地转化为动能而运动起来。但这种热机在一定材料（主要指下文中的有特殊性质的材料）可以制成的条件

下是有可能制成的，下面首先分析物体动能机和内能的联系： 一、动能是宏观物体的机械能，分子的动能和势能之和为内能，所以内能是微观分子的机械能，因此动能和内能的本质都是机械能。

二、动能和内能之间的转化的本质就是宏观物体的机械能和微观分子的机械能之间的转化 上文提到的热机即是要使微观分子的机械能自发地转化成宏观物体的动能，宏观物体的动能又会转化成内能，如此循环形成永动机。而只要微观分子的机械能可以“自发地”转化成宏观物体的动能，那么上述永动机在理论上便是可以制成的。 悬浮在液体中的花粉不停地做规则运动，这种现象称为布朗运动。这种运动是由分子无规则运动撞击花粉引起的。在布朗运动中，在无温差情况下，分子动能转化成了宏观的花粉动能，这个实验说明了微观分子的机械能有可能自发地转化成宏观物体的机械能，从而证明上文提到的永动机的可行性。那么如果可制成下列两种有特殊性质的材料，我们就可以用布朗运动的原理制成永动机。

材料甲：质量特别小；不很柔软；很细，直径和花粉直径差不多。

材料乙：质量特别小，特别柔软；导电性良好

用导体甲制成OE段，用柔软的轻质绳（绝缘）吊起，用材料乙制成线圈A、B、C、D，BC中间接电阻或用电器，把AD两点固定在OE上，将E点浸入水槽内，为减小摩擦和四周受到分子撞击的面积，使OE伸入水中部分的体积和花粉的体积差不多。垂直于ABCD平面加强磁场，由于E点在水中的体积和花粉的体积差不多，所以E点在水中做布朗运动，带动OE运动，OE带动AD切割磁感线，会产生电压，又因为： U=BLv

所以即使U很小时，L为定值，当B足够强时U也会很大，又因为

因为E和R都为定值，所以当U很大时，t很小，所以当AD每次切割磁感线都会在很短时间内产生一个很大的电压，但因为E点运动方向不确定，所以产生的电流方向是不确定的（这个装置下文称为A装置，用“ ”表示）。 为了产生定向而连续的电流，我们把装置A用导线并联起来，

在每个支路装上二极管，这样当某个A装置产生于需要电流方向相反电流时便不能通过。而在任意时刻总有一部分A装置产生和需要电流方向相同的电流，所以此装置可以产生持续的与用电器所需电流方向相同的电流，而各个A装置中分子动能转化为电能，温度降低，会和外界形成温差，又会自动从外界吸收热量，从而形成永动机。

尽管这样永动机所需的材料不容易找到，但可以证明从理论上讲第二类永动机是可行的，也可以证明热力学第二定律给出的能的转化方向是可逆的。