: ※ 引述《s27052705 (小饱)》之铭言
: : 各位相信永动机这种东西吗?
: : 刚刚点开YT看影片被这个标题吸引
: : 某位老师打脸了一位说要做出永动机的学生
: : 光一个能量守恒定律就打趴那位学生的脸
: : 所以现在还有人相信永动机这种东西吗?
本来觉得是理工组很基本的问题,
后来想到我也曾遇到一些基本法律问题, 还好有热心文组帮忙,
所以来回馈一下网络社群~
下面深夜物理时间, 给睡不着的乡民助眠一下.
我尽量用纯文字, 不用方程式来解说.
为什么没有永动机?
1) 第一个答案是热力学第一定律, 也就是我们熟悉的能量守恒:
封闭系统的内能变化加上对外做功, 必定等于系统的热能变化
也就是说假使有一种, 在封闭系统只靠自己内能做功的"伪永动机"
在对外做功的过程, 必定减少自己内能,
同时还发散热能到环境中,
最后内部能量没了他并定要停下来.
2) 第二答案在热力学第二定律
卡诺原理 (Carnot's principle)_
任何运作在两个热库(heat reservoir)间的引擎, 其最高效率是可逆循环的引擎效率,
而这最高效率, 仅跟两个热库个别的温度比值有关.
也就是说, 热能没办法完全转换为对外做功.
尽管能量守恒不禁止热能跟其他能量转换,
但这个热力学第二定律限制了热能转成其他能量的最大效率.
这代表着任何封闭系统的机械或引擎,
只要在做功过程有摩擦耗损产生的热能,
那这些热能一定没办法100%回收, 一定会有一些跑到环境里浪费掉了.