永动机能实现吗？

历史上，有些人曾经设想制造出两种永动机。第一种永动机就是把机器完全与外界隔绝，依靠机器自身的能量周而复始地运行下去。然而，无论设计方案多么细致、周到，甚直是“煞费苦心”，在实际制作中都以失败而告终。其原因是，在没有任何外力的作用下，机器运行过程中的磨擦阻力是无论如何消除不了的，它们只会一点一点地消耗机器自身的能量，而使机器最终无法运行。自然界存在一条普遍的物理定律－－热力学第一定律，热力学第一定律是能量守恒和转化定律，否认了能量的无中生有――在没有任何外力供应能量的情况下，物体的能量既不能产生，也不会消失――这是能量守恒定律在热学上的表现。在不可避免存在磨擦阻力时，机器的能量一时在对付摩擦阻力上“弹尽粮绝”，就不可能再运行下去，永动机也就成了空想。

　　第二类永动机是指机器并不与外界完全隔绝，但只是单方面地从一个外界热源（比如海洋、大气层）中无限地吸取热量做功，而能周而复始地永动下去。这种机器也是不可能制造出来的它虽然不违背能量守恒定律，但是违背了“没有某种动力的消耗或其他变化，不可能使热从低温转移到高温”的热力学第二定律（由克劳修斯于1850年总结出，次年，开尔文提出了热力学第二定律的另一种表述方式――不可能从单一热源吸取热量，使之完全变成有用功而不产生其他影响，从而直接断送了第二类永动机的可能性）。这是因为任何机器要维持运行必须与外界有两个通道交换热量。机器从一个通道中吸取能量，一部分用来完成人们需要它做的功，另一部分不可避免地从另外一个通道中散发开去。汽车的发动机就是一个典型的例子。没有汽油，汽车发动机“断了粮”，是不可能开动起来的，但是只有汽油，没有排出废气的通道，汽车也同样不可能永动下去的。物理学家通过大量实验总结出热力学第二定律，它告诉人们：能量的转化是有方向性的。人类不可能违背这个方向性去制造出永动机。在日常生活中，人们可以不停地搓手使手掌发热，这是功变热的过程。但是，汽车发动机从汽油中获得的热量却不会全部用于开动汽车，其中有一部分热量一定会“逃之夭夭”，这就表明热不可能全部转化为功，这就是热量与做功之间的单向性。还有，如果把一杯热水和一标冷水靠在一起，只允许它们互相传热，那么结果一定是热水降温，冷水升温，直至两杯水温度相等为止。谁也没有见过热水自动地从冷水中再获取热量继续升温，而冷水则再降温的现象。这就是热量传递的方向性。