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    永动机不可能的教训
    作者:郭奕玲 沈慧君    文章来源:作者惠赐    点击数:    更新时间:2008-10-31

     

    清华大学物理系   郭奕玲  沈慧

    永动机是一种不可能实现的、空想的动力机械。很早就有人妄图在没有外界能源或只有单一热源的情况下,能够连续不断地从这种机械得到有用的功。几个世纪过去了,不少人努力于此道,他们颇有创造才能,也付出了大量劳动,可就是从未取得成功,既没有取得有用的功,也经不起科学的审查。

       图1  奥恩库尔的永动机模型                   图2  滚珠永动机      

    据说,13世纪有一个法国人叫奥恩库尔的,他在一个轮子的边缘上等间隔地安装了12根可活动的锤杆(如图1)。他设想一旦轮子被启动,由于轮子右边的各个重锤距轮轴更远些,就会驱动轮子按箭头方向永不停息地转动下去。这个设计后来又被许多人以不同的形式加以复制,(如图2的滚珠永动机和图3的软臂永动机)。滚珠永动机是利用格板的特殊形状,使一边重球滚到比另一边的距离轮心远些的地方。设计者本以为在两边重球的作用下会使轮子失去平衡而转动不息,但试验的结果却是否定的。软臂永动机的臂可以弯曲。臂上有槽,小球沿凹槽滚向伸长的臂端,使力矩增大。转到另一侧,软臂开始弯曲,向轴心靠拢。设计者认为这样可以使机器获得转矩。然而,他没有想到力臂虽然缩短了,力却增大了,转轮只能停止在原地。意大利的达·芬奇也制造过一个类似的装置,他敏锐地由此得出结论:永动机是不可能实现的。

       

    3  软臂永动机               图4  阿基米德螺旋永动机

    16世纪70年代,欧洲大旱,有人试图设计一种水力机械,少用水或让水自动循环来达到水轮机的目的。它是用一个阿基米德螺旋汲水器(4)把水从蓄水池里汲到上面的水槽里,让它冲击水轮使之转动,轮子在带动水磨的同时,又通过一组齿轮带动螺旋汲水器把水重新提到水槽里去。这样,整台机械就可以永不停息地运转下去。这样的设计当然也必然以失败告终。因为即使没有摩擦力,从水槽中流下的水的冲力,也不足以既带动水磨工作,又带动汲水器把全部流下的水重新汲回到原来的高度。

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