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第二類永動機

標籤:基本物理

1概述

從單一熱源吸熱使之完全變為有用功而不產生其它影響的熱機稱為第二類永動機
只有單一的熱源,它從這個單一熱源吸收的熱量,可以全部用來做功,而不引起其他變化。人們把這種想象中的熱機稱為第二類永動機。第二類永動機不可能製成,表示機械能和內能的轉化過程具有方向性。
即為有能量輸入的單熱源熱機。

2歷史

在熱力學第一定律問世后,人們認識到能量是不能被憑空製造出來的,於是有人提出,設計一類裝置,從海洋、大氣乃至宇宙中吸取熱能,並將這些熱能作為驅動永動機轉動和功輸出的源頭,這就是第二類永動機。
歷史上首個成型的第二類永動機裝置是1881年美國人約翰·嘎姆吉為美國海軍設計的零發動機,這一裝置利用海水的熱量將液氨汽化,推動機械運轉。但是這一裝置無法持續運轉,因為汽化后的液氨在沒有低溫熱源存在的條件下無法重新液化,因而不能完成循環。
1820年代法國工程師卡諾設計了一種工作於兩個熱源之間的理想熱機——卡諾熱機,卡諾熱機從理論上證明了熱機的工作效率與兩個熱源的溫差相關。德國人克勞修斯和英國人開爾文在研究了卡諾循環和熱力學第一定律后,提出了熱力學第二定律。這一定律指出:不可能從單一熱源吸取熱量,使之完全變為有用功而不產生其他影響。熱力學第二定律的提出宣判了第二類永動機的死刑,而這一定律的表述方式之一就是:第二類永動機不可能實現。

3相關資料

1、熱傳導的方向性
熱傳導的過程是有方向性的,這個過程可以向一個方向自發地進行,但是向相反的方向卻不能自發地進行。
2、熱力學第二定律
熱力學第二定律有多種表述,下面給出常見的兩種。
一種表述是:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化。這是按照熱傳導的方向性來表述的。
另一種表述是:不可能從單一熱源吸收熱量並把它全部用來做功,而不引起其他變化.這是按照機械能與內能轉化過程的方向性來表述的,它也可以表述為:第二類永動機是不可能製成的。
3、能量耗散
能量耗散是從能量轉化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有的方向性。
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