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第二类永动机可以制成--驳热力学第二定律

[font=黑体][size=10.5pt][color=#000000]摘要：本文从热能可自发的转换成辐射能，辐射能再转换成电能或把热辐射集中。汇聚等形式改变其在空间的能量密度。从而使同一温度的平衡辐射不平衡，于是能量可以聚集，也就是热量可以向某些地方聚集，本文还论证了卡诺循环不是最理想的循环。以液体为工质的一类循环成了卡诺循环的克星。其P—V图上等温线可以是竖直的，排热过程排出的热量几乎可以全部被下一个循环的吸热过程吸收、在理想状态下其效率趋近于100%，与高低温热源之比无关。[/color][/size][/font]
[font=黑体][size=10.5pt][color=#000000]关键词：能量的可逆性、等温导热性、光波的共振叠加、热交换。[/color][/size][/font]
[font=宋体][size=5][color=#000000]热力学第二定律提出，热现象过程是有方向性的不可逆过程。能量从有价值朝着没价值方向流逝，最终自然界里的能源枯竭。其实，就是说热现象是有两个端点的线段（见下图），存在着一个起点和一个终点。所以，它有凭空产生和消失的过程，这显然违背了热力学第一定律。[/color][/size][/font]
[font=宋体][size=5][color=#000000] [/color][/size][/font]
[size=5][color=#000000][/color][/size][font=宋体][size=5][color=#000000][/color][/size][/font]
[b][font=宋体][size=22pt][color=#000000]一．热辐射的可逆性[/color][/size][/font][/b]
[font=宋体][size=5][color=#000000]我们知道，动能可以全部转变成热能。由于所有的物体都会自发不停地向外辐射电磁波（热辐射），所以热能也可以全部转变成“辐射能”，难道热辐射就是热过程的垃圾吗？不，以下几点可以证明，热辐射在运动过程中是可逆的。[/color][/size][/font]
[color=#000000][font=宋体][b][size=18pt]1[/size][/b][b][size=18pt]．光电管对光能的转换方面[/size][/b][/font][/color]
[font=宋体][size=5][color=#000000]我们知道，光电管可以把光能转变成电能，根据受因斯坦方程：光子的能量=初始动能+逸出功[/color][/size][/font]
[font=宋体][size=5][color=#000000]从上式中可以看出光子的能量可以无损耗地全部变成电子的初始动能和克服电场力的逸出功，可见热能通过电磁辐射和光电效应两个过程可变成有用功（电即是有用功）。在这两个转换过程当中它不引起外界的体积等其它变化，无需像卡诺循环那样必需向低温热源排热，所以它只需单一热源，在理想状态下其效率可以是100%（夜明珠能够在漆黑的夜里发光，如果我们把众多的夜明珠同光电池放在一起，那么光电池也同样会吸收夜明珠发射出的光能产生电流，这个过程也同样没有引起外界的其它变化）。[/color][/size][/font]
[color=#000000][font=宋体][b][size=18pt]2[/size][/b][b][size=18pt]．光学仪器对辐射场的影响[/size][/b][/font][/color]
[font=宋体][size=5][color=#000000]这里让我们来做一个大胆的想像，假如把太阳发射出的所有的光通过反射，会聚或其它等诱导方式把它集中到一个点上，那么这个点得到的辐射能密度无限大，它将会产生我们无法想像的“超高温”，这便是太阳的热量转向高温物体的一个大胆的假设。下面我们来看看光可以通过集中，会聚使热量转移到高温物体的具体分析，请看下图：[/color][/size][/font]
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[font=宋体][size=5][color=#000000] [/color][/size][/font]
[font=宋体][size=5][color=#000000]在上图中，设热源物体与黑体初始处于同一热源温度，于是它们之间处于热平衡辐射状态。但是，当我们在这热源物体与黑体之间放入以上凸透镜装置后（如同光学望远镜装置）。它们之间原有辐射能密度发生了变化，从热源物体发出平行的大面积的热辐射被一大一小凸透镜集中，面积缩小，光强增大，从而使进入黑体空腔的辐射能增多，根据黑体的性质，它能吸收落在其上的全部辐射能。所以，此时黑体吸收的电磁辐射要大于它原本温度下的辐射出射度，于是黑体吸收同一温度热源物体的辐射能即成高温物体，而左边的这一热源物体则是进入其表面的电磁辐射减弱，吸收的辐射能也随之衰减，但它原有温度下的辐出度不变，所以原有温度下的平衡无法持续，即失去辐射能，成为低温热源。[/color][/size][/font]
[color=#000000][b][font=宋体][size=18pt]3[/size][/font][/b][b][font=宋体][size=18pt]．激光是物证[/size][/font][/b][/color]
[font=宋体][size=5][color=#000000]激光是光学共振腔内部的工作物质，通过粒子数反转得到的原子受激辐射。它具有同频率、同相位、同振动方向和同传播方向。是光波的共振叠加，是大量原子发光在时间和空间上的集中，大功率的脉冲激光通过光学望远镜集中发射，它可以在瞬间产生几万度的高温。但作为发光热源的光学共振腔内的工作物质自身的温度，却远远低于这个数值。这难道还不是低温物体向高温物体传热的事实依据吗？[/color][/size][/font]
[b][font=宋体][size=22pt][color=#000000]二．分子的热能可直接转换为机械能[/color][/size][/font][/b]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000]悬浮在液体或气体中的粒子所以会做布朗运动，是因为它们参与了液体或气体分子的热运动，在某一瞬间一个方向分子碰撞强些，颗料便向该方向移动，过一片刻，另外方向上分子碰撞强些，又向另一方向运动。[/color][/size][/font]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000]布朗运动是宏观世界的机械运动，其运动过程中颗粒与颗粒或颗粒与宏观物体之间的磨擦。非弹性碰撞等会引起静电，声波等一系列宏观现象。布朗运动的能量来自物质中的分子或原了热运动的热能。可以说它是热运动（热能）转换为机械运动（机械能或称动能）的一座桥梁，它的运动永不停息，这难道不能算是自然界创造出来的第二类永动机吗？[/color][/size][/font]
[b][font=宋体][size=22pt][color=#000000]三、卡诺循环的克星[/color][/size][/font][/b]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000]此外，由于热力学第二定律的存在，卡诺循环于是被视为最理想的循环，而事实上有没有比卡诺循环效率更高的循环呢？古人云：“世界之大，无奇不有！”[/color][/size][/font]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000]其实在我们的生活中常常会发现物体热胀冷缩的现象，如铁道上的钢轨，白天气温升高，它吸收大气中的热量，温度上升，体积膨胀，长度增加，于是与地面发生摩擦做功，到了夜间，气温下降，于是钢轨又放出热量，长度减少同时又再次与地面发生摩擦对外做功。这里我们先假设有无数根钢轨处于夜间温度，那么第一根钢轨在白天吸热做功后到了夜间把白天所吸收的热量通过热交换的形式转移到第2根钢轨上，于是第1根钢轨回到夜间温度收缩对外做功，第2根钢轨得到第1根钢轨的热量温度上升，膨胀又对外做功，接下来第二根钢轨又可把剩余的热量交换到第3根钢轨，第3根再交换到第4根……如此反复，而且每一次的热交换反复过程中都能得到相应的体积功，所以它相对的热量也逐渐消耗，最后钢轨原有的白天吸到的热能全部或基本上都可转变成功的形式，为什么呢？卡诺循环为什么不能把热能全部或基本上转变成功？而这个假设却可以做到，原因在于我们的假设是以固体为工作介质，在无限小温差的理想状态下进行热交换的，热能在每次交换做功过程中几乎没有贬值或降级现象，热能可以重复使用，这点正是卡诺循环永远无法做到的。[/color][/size][/font]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000]以上不过是一种循环现象的假设，因为固体不具有流动性，现实中要把它制成一种热机很难，这里我们来看看用液体为工质作为系统循环的可能性及效率方面的优越性。[/color][/size][/font]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000]请看下面的P-V图：[/color][/size][/font]
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[font=宋体][size=14pt][color=#000000] [/color][/size][/font]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000]从上图中可以看出整个循环为闭合的回路，系统从状态1出发又回到状态1，完成一个循环后它的内能不变，其中1→2为液体的等压热膨胀过程，本过程需吸收热能，液体依靠升高自身的温度使体积膨胀对外做功；其中2→3为等体减压过程，由于液体的不可压缩性，所以压强的变化对其体积基本不产生影响，同外界没有热量往来，温度不变，于是本过程处于等温线上；其中3→4为等压收缩过程，此过程放热，它依靠降低自身的温度使体积自动收缩，本循环最关键的地方就在此过程放出的热量可以重复使用，这里我们引入一个词“等温导热线”，意思为热量在传导到受热物体时处于无限小的温差上，可近似地看做无温差传热（实际循环中用对流式热交换器可以做到）；其中3→4过程放出的热量与1→2过程吸收的热量可用下式表示：[/color][/size][/font]
[color=#000000][font=宋体][size=14pt]Q[/size][/font][font=宋体][size=9pt]放[/size][/font][font=宋体][size=14pt]=C[/size][/font][font=宋体][size=9pt]V[/size][/font][font=宋体][size=14pt]（T[/size][/font][font=宋体][size=9pt]2[/size][/font][font=宋体][size=14pt]-T[/size][/font][font=宋体][size=9pt]1[/size][/font][font=宋体][size=14pt]）+P[/size][/font][font=宋体][size=9pt]2[/size][/font][font=宋体][size=14pt]（V[/size][/font][font=宋体][size=9pt]2[/size][/font][font=宋体][size=14pt]-V[/size][/font][font=宋体][size=9pt]1[/size][/font][font=宋体][size=14pt]）[/size][/font][/color]
[color=#000000][font=宋体][size=14pt]Q[/size][/font][font=宋体][size=9pt]吸[/size][/font][font=宋体][size=14pt]= C[/size][/font][font=宋体][size=9pt]V[/size][/font][font=宋体][size=14pt]（T[/size][/font][font=宋体][size=9pt]2[/size][/font][font=宋体][size=14pt]-T[/size][/font][font=宋体][size=9pt]1[/size][/font][font=宋体][size=14pt]）+P[/size][/font][font=宋体][size=9pt]1[/size][/font][font=宋体][size=14pt]（V[/size][/font][font=宋体][size=9pt]2[/size][/font][font=宋体][size=14pt]-V[/size][/font][font=宋体][size=9pt]1[/size][/font][font=宋体][size=14pt]）0[/size][/font][/color]
[color=#000000][font=宋体][size=14pt]由于P[/size][/font][font=宋体][size=9pt]1[/size][/font][font=宋体][size=14pt]＞P[/size][/font][font=宋体][size=9pt]2[/size][/font][font=宋体][size=14pt]，于是可得到：Q[/size][/font][font=宋体][size=9pt]放[/size][/font][font=宋体][size=14pt]＜Q[/size][/font][font=宋体][size=9pt]吸[/size][/font][font=宋体][size=14pt]，所以系统还必需从外界补充热能，以抵消做功时的消耗。其中的4→1过程我不说大家也知道，就是液体的等体增压过程，同样由于液体的不可压缩性，体积基本上不发生变化（可不计），同外界不发生热能交换，温度不变所以本过程也处于同一等温线上。[/size][/font][/color]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000]从以上可以得出系统完成第一个循环后，放出的热量被下一个循环吸收利用，如此反复，系统基本上无需向外界排热，根据效率公式：[/color][/size][/font]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000] [/color][/size][/font]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000]放出的热量[/color][/size][/font]
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[/size][/font][font=宋体][size=14pt]效率=1- ———————×100%[/size][/font][/color]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000]吸收的热量[/color][/size][/font]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000] [/color][/size][/font]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000]由于放出的热量趋于零，所以可以得出效率趋于100%，所以它也不受高低温热源之比限制，这是卡诺正循环远远无法相比的，只要把它同卡诺逆循环相结合，便可轻易地制成第二类永动机。[/color][/size][/font]
[b][font=宋体][size=22pt][color=#000000]结论[/color][/size][/font][/b]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000]热量可以从高温物体转移到低温物体，也可以通过某些过程从低温物体转移到高温物体，它是可逆的。无需牺牲什么代价。[/color][/size][/font]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000] [/color][/size][/font]
[font=宋体][size=14pt][color=#000000] [/color][/size][/font]
[color=#000000][font=宋体][size=14pt]
[/size][/font][font=宋体][size=14pt]邹国富[/size][/font][/color]
[font=宋体][size=5][color=#000000] [/color][/size][/font]

此类高见应该发在世界级刊物上的！

真是以点带面，用一个简单的谬误导出惊人的结论。

中国人就是伟大！
一个老工人把一个角用尺规作图三等份了。
还有把水变成了油的，求出pi是个有限的有理数的，推翻爱因斯坦的相对论的。
今天又碰到了高手了。

基本上，一看标题，就不看内容，赶紧进来顶一下，下次臆想王国里肯定有你的宝座。

夜明珠是怎么发光的？

应该直接呈报瑞典皇家科学院申领懦奖，他们如果不给，那一定是他们的不懂:yun:

是啊是啊！中国的牛人实在是多！

呵呵，光看反驳的言论本身，跟当时学术界对哥白尼的批驳一样有力。:)
没人意识到是同一回事的。