一個(gè)很難看出破綻的永動機(jī)設(shè)計(jì)

掃街

在《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義 第一卷》第46章中有一個(gè)嘗試違反熱力學(xué)第二定律的永動機(jī)設(shè)計(jì)，乍一看貌似還真能實(shí)現(xiàn)
! ]1 b: i+ k% F% q7 B該裝置的模樣如上圖所示，主要用的是棘輪和掣爪。假設(shè)有一箱處在一定溫度的氣體，其中有一根帶葉片的轉(zhuǎn)軸。由于氣體分子不停的撞擊葉片，而且這種撞擊總是有微小的漲落，因此葉片會振動、跳動、轉(zhuǎn)動，當(dāng)然這些運(yùn)動都是短暫的、無規(guī)則的。我們要做的事是在軸的另一端套上一個(gè)轉(zhuǎn)輪，使他只能沿著一個(gè)方向轉(zhuǎn)動，這就是棘輪和掣爪。于是，當(dāng)軸試圖逆時(shí)針（從右往左看）跳動時(shí)，他不能轉(zhuǎn)動，而往相反方向跳動時(shí)，他能轉(zhuǎn)動。于是，總體來看，輪子將緩慢的轉(zhuǎn)動，或許我們還能將一個(gè)綁在繩子上的臭蟲給提溜起來！這樣我們就制成了永動機(jī)，他靠氣體運(yùn)動的微小漲落而把氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能

直接用熱力學(xué)第二定律就可以否定這個(gè)裝置成功的可能性，但是如果不從力學(xué)以及熱力學(xué)的其他基本定律對該裝置予以反駁的話，就始終沒有說服力。那么，到底這套裝置哪里出了問題呢？為什么這樣的裝置不能達(dá)到他永動機(jī)的目的？
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我們必須更仔細(xì)的研究裝置的細(xì)節(jié)。這個(gè)裝置給人最初的印象是能做成永動機(jī)，主要是因?yàn)榧?xì)節(jié)還沒有豐富到讓你看出破綻。我們對棘輪必須加以理想化，但是，總還得有個(gè)掣爪，而掣爪上又必須有一根彈簧。這一特征沒有在圖上畫出來，但卻是很本質(zhì)的特征。軸想要順時(shí)針轉(zhuǎn)動（從右往左看），為了把掣爪提高一個(gè)輪齒的高度，必須克服彈簧彈力做功，我們設(shè)這個(gè)能量為ε。系統(tǒng)憑借氣體無規(guī)則運(yùn)動的漲落可以積聚起足夠多的能量ε的幾率是e^-(ε/(kT))。但掣爪由于偶然原因而提高的幾率也正好是e^-(ε/(kT))。這兩個(gè)幾率是相等的，因此那個(gè)可憐的小臭蟲只會不停的上下晃動而不會如原來想象的那樣一直上升。平常生活中我們是從來沒有考慮掣爪由于偶然原因而提高這一事實(shí)的，因?yàn)檫@個(gè)概率實(shí)在是小得我不忽略它都對不起它，我們主動操縱棘輪時(shí)可以放心的讓他單方向轉(zhuǎn)而不出現(xiàn)意外。而現(xiàn)在棘輪的驅(qū)動力也是一個(gè)小之又小的力，掣爪的偶然提升已經(jīng)和這件事發(fā)生的概率同數(shù)量級了。
如果想看對這個(gè)問題更加深入和詳細(xì)的分析，請看《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義》。電驢上有三卷

鹓雛

這個(gè)氣體無規(guī)則氣體大都相互抵消了，動不了啊。布朗運(yùn)動都要求顆粒很小，這個(gè)應(yīng)該不行。

robaiming

多么奇妙的宇宙定律。。。。。

hzaz

永動機(jī)實(shí)例[/url]
永動機(jī)實(shí)例

有牟有

吸引人                                       

happyxkm

萬物都要遵守能量守恒定律{:soso_e113:}

復(fù)蘇之風(fēng)

那個(gè)磁鐵吸引汽車往前跑的算不算一個(gè)永動機(jī)？？？？？？？？ 好像沒有循環(huán)啊

取經(jīng)路上的唐僧

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是不是永動機(jī)？當(dāng)然不是。

seebb

太陽能發(fā)電算永動機(jī)么？當(dāng)然也不是

949457130

樓主分析的精彩?。」?/td>