永动机的基本知识介绍

永动机的基本知识介绍

永动机是一类所谓不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。永动机分两类，严格来说它们分别叫做“第一类永动机”和“第二类永动机”。

第一类永动机就是那种不需要任何能源就能永远运行下去的机器，在电影《雪国列车》的设置当中，那一辆末日列车上安装的发动机就属于是永动机，不用油，不用电，也不需要任何其他的能源，他能永远带动火车在轨道上驰骋，当中的永动机就属于这一类。

历史上最著名的第一类永动机是法国人亨内考在十三世纪提出的“魔轮”，魔轮通过安放在转轮上一系列可动的悬臂实现永动，向下行方向的悬臂在重力作用下会向下落下，远离转轮中心，使得下行方向力矩加大，而上行方向的悬臂在重力作用下靠近转轮中心，力矩减小，力矩的不平衡驱动魔轮的转动。

达芬奇设计的永动机

十五世纪，著名学者达芬奇也曾经设计了一个相同原理的类似装置，1667年曾有人将达芬奇的设计付诸实践，制造了一部直径5米的庞大机械，但是这些装置经过试验均以失败告终。

除了利用力矩变化的魔轮，还有利用浮力、水力等原理的永动机问世，但是经过试验，已确认这些永动机方案失败或仅只是骗局，无一成功。

1842年荷兰科学家迈尔提出能量守恒和转化定律；1843年英国科学家詹姆斯·焦耳提出热力学第一定律，即能量既不能被创造，也不能被消灭，只能由一种形式转化成另一种形式。这条定律也叫做“能量守恒定律”。

举个例子，我们生活中的发电机能发电吧，但其实那个电不是发电机发出来的，比方说柴油发电机消耗柴油发电，实际上是把柴油中的能量转化成了电能。同样，你家的电风扇转动的时候其实是把电能转化成了风能。这条物理定律就是指出一点：能量是不能凭空产生的，这就是第一类永动机不能实现的根本原因，你家的电风扇，你不给它插电也不装电池，如果它还不停的扇风，那风能是从何而来的呢。

既然能量不能凭空创造出来，那能不能制造一个装置，他能自动吸取周围的能量（也是不需要我们人类为他提供能量）带动机器永远运行下去，这种原理的永动机称之为“第二类永动机”。这种永动机不可能制成，是因为机械能与内能的转化具有方向性：机械能可以转化内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其它其它变化。英国科学家焦耳也曾被永动机这一“奇妙”的发明所吸引，并为此做了一二十年的实验，但最后他留给后世的并不是永动机，而是证明永动机不可能的“热功当量定律”，这应该算是研究永动机得到的意外收获。