第二类永动机

第二类永动机

物理学术语
第二类永动机,是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。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。也是有能量输入的单热源热机。人们把能从单一热源取热, 使之完全转变为功而不引起其他变化的机器叫第二类永动机。第二类永动机不违背热力学第一定律,它也从高温热源获得能量,只不过是从单一和均匀的热源(例如海洋、大气层)吸取能量。法国工程师卡诺 的研究工作证 明了第二类永动机是不存在的 他对各种热机进行 了仔细的分析和研究得出它们都具有两个共同的特点都具有高温热源和低温热源工作物质例如蒸汽机的工作物质是蒸汽都是从高温热源吸热向低温热源放热对外做功 这两个共同的特点说明了任何热机从高温热源所吸取的热量 部分用来对外做功 部分必被低温热源吸取这就是说即使不考虑热机在循环过程中由于摩擦和漏气所造成的能量损失热机的效率也永远达不100%[1]。
  • 中文名:第二类永动机
  • 外文名:perpetuum mobile of the second kind
  • 类型:机器
  • 特点:单一热源吸收热量、全部用来做功
  • 是否实现:没有
  • 学科:物理学

研究历史

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。

相关资料

1、热传导的方向性

热传导的过程是有方向性的,这个过程可以向一个方向自发地进行,但是向相反的方向却不能自发地进行。

2、热力学第二定律

热力学第二定律有多种表述,下面给出常见的两种。

一种表述是:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。这是按照热传导的方向性来表述的。

另一种表述是:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化.这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的,它也可以表述为:第二类永动机是不可能制成的。

3、能量耗散

能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性。

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