第四類永動機

第四類永動機

第四類永動機現有兩種說法:一是利用人類目前未知的能源——自由能源轉的永動機,代表有:艾西莫夫小說中能量來自平行世界給主人翁帶來財富的永動機、發明家約翰.瑟爾的瑟爾效能機跟浮碟。二是中國科學狂想家提出相對熵,可以造出處處熵增(不違背熱二定律)卻能總體熵減的永動機。其默認假設微觀機率取向可被改造成為爭論焦點,微觀晶體偏離熵最大或為有力支持證據。

永動機進程

熱力學定律與第一二類永動機

能量既不能憑空產生,也不能憑空消失,只能從一種形式轉化成另一種形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,在轉化和轉移過程中,能量的總和不變,這就是能量轉化與守恆定律。
讓永動機無法實現的科學原因主要有兩個:熱力學的第一定律(能量守恆定律)表明了在一個封閉的系統內,不會無緣無故地冒出新的能量來,而熱力學的第二定律則表明了任何系統內的熵只能增加,即在沒有外界輸入能源、能量的情況下,粒子最終都會慢慢停止,直到所有的粒子攜帶的能量相同——沒有能量差,自然就無法產生功了。依照上面兩個定律,可以將永動機分成兩類:
第一類永動機:不消耗能量而能永遠對外做功的機器,可以無中生有產生出能量。這種永動機違背了熱力學第一定律——能量守恆定律,但可以無視第二定律,因為有個未知的能量源不停地產生能量差。
第二類永動機:在沒有溫度差的情況下,從自然界中的海水或空氣中不斷吸取熱量而使之連續地轉變為機械能的機器,它違反了熱力學第二定律,可以將系統內漸趨平衡的能量差,重新拉開。如果拉開前和拉開後的總能量是一致的,那就沒有違背熱力學第一定律,但相對的,這樣的永動機違背了第二定律,故稱為“第二類永動機”。
1775年,法國科學院宣布"本科學院以後不再審查有關永動機的一切設計"。並且解釋說:“永動機的建造是絕對不可能的,即使中間的摩擦和阻力不致最終破壞原來的動力,這個動力也不能產生等於原因的效果;再如構想動力可以連續起作用,其效果在一定時間之內也會是無限小。如果摩擦和阻力減小,初始的運動往往得以繼續,但它不能與其他物體作用,在這種假設(自然界不可能存在)中,惟一可能的永恆運動對實現永動機建造者的目的將毫無用處。這些研究的缺點是費用極度昂貴,不止毀了一個家庭,本來可以為公眾提供大量服務的技師們,往往為此浪費了他們的工具、時間和聰明才智。”然而,就是在法國科學院如此明確的警告之下,發明家們創造永動機的各種活動仍然未見收斂。19世紀末,美國專利局長宣布,世界上的發明都已經研製出來了,科學家今後所要做的工作無非就是在現有發明的基礎上做一些修修補補的工作就可以了,然而,發明家們就是不聽話。
熱量可以自發的由熱的物體轉移到冷的物體但不能自發的由冷的物體轉移到熱的物體而不引起其他的變化,所以第二類永動機也是不能做出來的。

第三類永動機

第三類永動機:沒有任何摩擦力的機器。“沒有任何摩擦力”本身是不可能的,所以這也被歸類在不可能的機器的行列,但我們可以做得非常接近這個理想。這種機器沒有違背任何熱力學定律,沒有能量憑空出現,而且能量一但拿來做功了,就不會從系統中消失。

永動機風未止-第四類永動機現身

瑟爾效能機

艾西莫夫有部小說TheGodsThemselves,內容當中的主線題材稱做ElectronPump,可以無中生有的產生出能量來,從某些程度上和永動機有著異曲同工之妙。ElectronPump為它的發明人帶來了名聲和財富,但最後卻發現這些「無中生有」的能量其實是在另一個平行宇宙過來的。艾西莫夫所構想的ElectronPump就是第四類永動機。第四類永動機在已經被人類製造出來了,這就是約翰.瑟爾的瑟爾效能機和浮碟。第四類永動機是在沒有外界能源供給,即不消耗任何燃料和動力的情況下,源源不斷地得到有用的功。
瑟爾效能機並不違反能量轉換與守恆定律,因為第四類永動機是把一種人類目前未知的能源——自由能源轉化為電能。
瑟爾效能機使人類不再是封閉系統內的坐井觀天的井底之蛙,當人類把多重空間看成是一個封閉系統的時候,第四類永動機就不違反能量轉化與守恆定律了。
因此我說,世界上第一台第四類永動機——瑟爾效能機的誕生,是新科學的勝利與古典科學的失敗。

中國-第四類永動機理論

2012年中國驚現第四類永動機論調,成功地通過熵定義的拓展把它同第一二三類永動機完全區分開來。其方法論的精髓在於撲獲偶然帶來有序,跟蜘蛛的行為相類似,稱為蜘蛛理論。第四類永動機認為熵是相對的,可以通過改變微觀機率取向實現每個環節熵增而總體熵減的奇異之舉。默認假設“微觀機率取向能夠偏離極大無序機率取向”是否成立成為第四類永動機是否存在爭論的焦點,目前符合第四類永動機原則的方案有:單向透氣納米膜材料(無數單個氣體分子被捕獲,損失內能變成無序風)、二極體電子跳崖整合材料(PN結集成收尾相連,把意外單向跳崖的電子整合成電流,損失內能)

改變微觀機率取向就是改變物質的量濃度。在理想氣體的狀態方程PV=n·R·T。有變形式P=n/V·R·T。從變形式P=n/V·R·T和氣體膨脹對外界做功公式W=PV中,表明了在體積為V1一定時,氣體做功有兩個變數。有W=P·V1=n/V·R·T·V1。一個變數是濃度n/V,另一個變數是溫度T。也就是說濃度和溫度中,其中一個變化了都會引起功的變化。V1代表的物理意義是受力面積和在力的方向發生的位移的乘積。很明顯:熱力學第二定律描述的是溫度T,物質的微觀機率取向描述的是濃度n/V。熱力學第二定律的產生受熱機的影響非常的大,熱機是利用溫度進行的熱能轉化,熱機利用的溫度要高於環境的溫度,存在熱損耗。空壓機在給氣體加壓完成後,溫度不在變化後,氣壓剪和氣動螺絲刀等氣動工具就是利用濃度n/V差產生的壓強差,進行熱能的轉化。第二類永動機與第四類永動機描述的對象不同。達到的目的是相同的,都是利用熱能。利用熱能的方式不同:一個能利用熱能但有熱損耗;一個能吸收利用熱能,它的熱損耗可以認為熱能未被利用。熱損耗包括機械摩擦的損耗和熱傳遞的損耗。改變微觀機率取向對濃度n/V的改變是有要求的。直接改變濃度n/V——結構上存在難度。間接改變濃度n/V只能利用吸收利用熱能的一部分能量。因為必須實現物質的循環和能量轉化兩者都有要求。所以這樣的設計是不多的。

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