为什么说根据物理常识永动机是不可能真的存在的?
“永动机”是一种设想出来的机器,它指的是那些不需要外界输入能源或能量,亦或者是在仅有一个热源的条件下,能够不断运动并且对外做功的机械,而机械本身则不消耗能量。很显然,这违背了能量守恒定律,是不可能存在的!
一直以来,总有各种各样的人尝试去制作“永动机”,他们制作出了许许多多奇怪的机械,让人们看起来像是“永动机”一样,但其实并不是如此。
永动机
单单从“永动机”这个名字上我们就可以对这个机械做一个大概的解释:永远运动的机械!而在物理上的永动机则更加严格,必须要能够持续对外界做功。
我们知道,当一个物体或者机械对外做功的时候,必然会消耗一定的能量,我们排出各种摩擦消耗的能量,将这个机械定义为最完美的运行状态。那么它对外做的功必然来自于机械本身的动力,也就是能量输入,而永动机则不需要能量输入,就像是做功的能量凭空产生一样,这显然违背能量守恒定律!
能量守恒定律
既然永动机的根本立足点就是错误的,那为什么总有人认为永动机可以实现呢?其实,这主要是一些物理现象给人的错觉!
错觉一,永动与长时间运作之间不是等号!
我们不可否认,有人制作出了可以长时间运动的机械,看起来就像是永动机一样!但是我们必须分清“永动机”和能够长时间运转的机器是完全不同的概念。
“永动机”指的是一个可以永远持续的系统,而那些制作出来所谓的“永动机”只是在一定时间内可进行机械化的运动,随着时间的流失和重力,摩擦力等作用,这些所谓的“永动机”终将停止运动!
永动机动态展示
错觉二,看不到动力源就等于没有动力源!
很多人认为地球就是一个巨大的永动机,因为地球已经围绕着太阳运转了几十亿年,而且在运转的过程中还带着整个地球的人类在做功,而且地球也没有消耗任何的能量,所以地球就是永动机!
地球是一个巨大的永动机吗
这种说法显然是不科学的,举个例子,我们拿一个绳子,绳子的一端系着一个石头,如果我们想要让这个石头通过这个绳子的牵引做圆周运动,则必须要给石头提供一个向心力,也就是要通过手消耗能量然后传递给绳子。
而地球的运动也是如此,我们知道,地球之所以一直在围绕太阳做圆周运动,是因为太阳为它提供了源源不断的向心力,而这种能量的来源正是天体间的万有引力,
也就是说,地球拥有源源不断的能源输入,而太阳便是这个动力源,所以地球不可能是永动机!
错觉三,只要自身运动产生的能量能够维持自身运动,便是永动机!
本身而言,这种说法是正确的,如果一个机械通过运动产生的做功可以转化为其本身的动力,当这种转化达到100%的时候,确实可以看作是一个永动机。但这在现实生活中是不可能的!
永动机模型
我们以电瓶车为例。一辆电瓶车在路上行驶,它的轮子上安装有发电机,那么当它运动做的功完全转化为电能的时候,它确实可以实现永动!但完全转化为电能需要什么条件呢?
地面必须是绝对光滑的,因为不能有任何摩擦损耗的能量;
电瓶车所处的空间必须是完全真空,不能有任何物质存在;
电瓶车的质量必须是无限小,但不等于零;
电能在所有线路上的传输必须是零损耗;
机械所做的功必须完全转化为电能,而电能也必须完全转化为机械做功。