为什么分子在永不停息的做无规则运动,分子为什么会永不停息的运动
永动机,或许是一个永远不会过去的话题。
科学早已告诉我们,永动机并不存在,但很多人都有这样的疑问:既然永动机不存在,那么为何宇宙万物都在不停地运动呢?为什么分子可以一直做无规则运动呢?

首先,我们要明白永动机的定义。永动机,并不是字面意思,并不是“永远不停转动的机器”,而是“不需要外部能量输入或者只需要初始能量就可以不断做功的机器”(第一类永动机)。
永动机的关键不在于“涌动”,而在于“做功”。
通常情况下,永动机可以分为两种。

先看第一类永动机,不需要外部能量输入就可以永远对外做功。它违反了能量守恒定律。能量不会凭空产生,当然也不会凭空消失,只能是能量形式的转换,或者物体时间的转换,比如说热能转换成动能,或者你用热水袋取暖,热能就从热水袋传递给你。

整个过程,总能量是不变的。
还有第二类永动机,从单一热源吸热,同时不间断地做功的永动机被称为“第二类永动机”。这种永动机并没有违反能量守恒定律,但未然了热力学第二定律。机械能可以转换成内能,但内能不可能全部转换成机械能而不引起其他变化。

说了这么多永动机的事情,现在回过头来解释一下为什么分子可以一直做无规则运动。
分子的无规则运动,也叫“布朗运动”,是1826年英国植物学家布朗发现的。

之所以分子会一直做无规则运动,主要是因为分子都具有能量,单个分子运动规律遵循力学规律,多个分子运动规律遵循统计规律,是没有规则的。
比仅仅是分子,宇宙万物都有能量,只是大小不同而已,而且微观世界的粒子携带的能量很难被我们发现。理论上只有绝对零度的环境中才不存在能量。但绝对零度仅仅是理论上的温度最低值,不可能达到,就像我们永远达不到光速一样。
所以,分子等微观粒子的无规则运动,与永动机没有任何关系,两个完全不是同等概念。
不仅仅是分子,在更小的微观领域,原子,原子核,电子等微观粒子都在不停地运动中,它们都带有能量。
同时,量子微观世界的不确定性也注定了任何微观粒子都必须不停地运动,它们的位置和速度都是不确定的,但位置和速度不确定性乘积必须大于等于一个常数。

也就是说,微观粒子的速度不能确定下来(不能为零),必须一定运动。
最后有必要补充一点,能量守恒定律表明,能量不会凭空产生,也不会凭空消失。其实这里有一个“例外”:那就是真空中的虚粒子对可以“凭空”衍生出来,看起来好像违背了能量守恒定律。
其实不然。虚粒子对在真空中凭空出现,时间非常短,瞬间就会消失,把能量“还给”真空,整体能量依旧保持守恒。
这在量子世界是被允许的,只要时间足够短,就可以发生。这也表明了时间和能量的不确定性,两者的乘积同样必须大于一个常数(如上图)。
大家都在看
-
世间最大的未解之谜,藏在普通人的命运里 我们总以为,科学能解释世间万物,能拆解所有的因果宿命。可走过半生才幡然醒悟,这人间依旧散落着无数无解的谜题。它们无声悬在生活各处,以人力无法参透的力量,书写着普通人的悲欢与缘分,也一次次刷新我们对生命 ... 未解之谜09-19
-
中国史上十大未解之谜,每一个都颠覆认知,千年至今无答案 上下五千年,华夏文明源远流长,史书笔墨记下了王朝更迭、盛世兴衰,却也藏着无数尘封的谜团。有些故事,史料记载模棱两可;有些遗迹,出土文物颠覆认知;有些踪迹,千年探寻毫无头绪。这些散落于历史长河的未解之谜 ... 未解之谜09-03
-
《九门》大结局过后,留下了8个未解之谜 由陈伟霆、曾舜晞等人主演的网剧《九门》迎来了大结局,这部剧开播以来,热度和口碑都不错,但是不知道是不是有删减的原因,大结局过后,总觉得有些剧情没有交代清楚,下面就盘点一下剧中留下的8处未解之谜。一、军 ... 未解之谜08-23
-
中国古代十大真实未解之谜,件件都有史料考古佐证 中华上下五千年,有十桩真实发生过的历史悬案。它们不是神话故事,也不是瞎编的野史段子,史书白纸黑字写过,部分还有考古发现作为参照,可到今天,依旧拿不出确凿的最终答案。网上不少同类内容喜欢过度渲染离奇情节 ... 未解之谜08-22
-
世界四大未解之谜,专家研究多年依旧给不出确切答案 本文根据公开考古报告、博物馆藏品研究及学术期刊讨论整理,呈现学界目前尚未形成统一结论的案例,非虚构或神秘解释。 ① 爱尔兰纽格莱奇墓之谜 在爱尔兰博因河谷,坐落着一座建成于公元前3200年的巨大土丘坟墓。它 ... 未解之谜08-21
-
无法解释的中国未解之谜! 中国大地上藏着10件连顶尖科考团队都摸不透的怪事,现有的科学体系至今也找不到能站得住脚的解释。头一件就是之前刷遍全网的梵净山悬空奇石,我第一次刷到实拍视频的时候,当场就起了一身鸡皮疙瘩。整块巨石凌空卡在 ... 未解之谜08-21
-
中国四大未解之谜,背后谜团还没有完整答案 本文根据公开考古报告、古建测绘及材料学研究整理,呈现学界目前尚未形成统一结论的案例,并非虚构或神秘解释。 ① 容县真武阁悬柱之谜 广西容县的真武阁,是明代万历年间落成的全木楼阁,整栋建筑一颗铁钉都不用。 ... 未解之谜08-21
-
中国四大未解之谜,专家至今解释不清 本文根据公开考古报告、科技检测分析及艺术史文献整理,呈现学界目前尚未形成统一结论的案例,非虚构或神秘解释。 ① 战国水晶杯之谜 杭州博物馆珍藏一件战国水晶杯,1990年出土于当地战国墓葬。整件器物由一整块天 ... 未解之谜08-21
-
世界四大未解之谜,至今连建筑专家都没法给出标准答案 本文根据公开建筑史文献、考古报告及结构工程研究整理,呈现学界目前尚未形成统一结论的案例,并非虚构或神秘解释。 ① 印度默哈伯利布勒姆五车神庙之谜 在印度泰米尔纳德邦临海的沙地之上,矗立着帕拉瓦王朝时期打 ... 未解之谜08-16
-
世界四大未解之谜,专家研究百年依旧无解 本文根据建筑史文献、结构工程复算及博物馆档案所整理,呈现学界目前尚未形成统一结论的案例,非虚构或神秘解释。 ① 伦敦水晶宫之谜 1851年英国伦敦海德公园将举办第一届世界博览会,帕克斯顿借鉴温室大棚的搭建思 ... 未解之谜08-15
相关文章
- 世界四大未解之谜,至今连建筑专家都没法给出标准答案
- 世界四大未解之谜,专家研究百年依旧无解
- 中国历史十大未解之谜盘点
- “最美科技工作者”故事分享会
- 世界四大未解之谜,为何无数学者研究多年给不出标准答案?
- 世界杯五大未解之谜盘点:那些至今无人解开的悬案,第五个最让人揪心却依旧没有答案
- 世界四大未解之谜,专家始终找不到合理的解释
- 中国历史上的十个未解之谜
- 中国4大离奇未解之谜,至今无法解释,你知道几个?
- 21世纪七大未解之谜
- 你真的了解自己吗?藏在身体里的9个未解之谜
- 世界四大未解之谜,专家也没法解释
- 世界未解之谜 · 达加佩耶夫密码:作者自己都解不开的神秘密码
- 量子力学10大未解之谜
- 中国古代十大未解之谜,最后一个至今无人能破
- 世界五大未解之谜,至今没人能说透真相
- 七大千古未解谜团!正史不敢写透,民间吵千年
- 这条河,究竟隐藏了多少未解之谜?
- 中国6大无法解释的诡异现象,至今仍是未解之谜
- 令人恐惧的六大未解之谜,至今无人能解
热门阅读
-
119碎尸案,场面让人震惊,胆小者勿入 07-11
-
96年南大碎尸案,刁爱青被杀后整齐切了两千多刀 07-11
-
历史上10件真实神秘失踪事件,揭秘人类失踪之谜 01-30
-
韩国三大悬案,韩国三大悬案之首告破 05-06
-
长生不老药已研制成功,人类可以长生不老 08-13
