永动机并不存在，为何分子可以永不停息地做无规则运动？

发布者：骁果军III 2023-6-27 22:20

永动机，相信大家都听说过。我们都知道，永动机是不存在的，为什么会这样说？

其实，关于永动机的概念，早在古代，人类就非常痴迷。最早起源于印度，之后永动机的概念传到欧洲，在当时引起了巨大轰动，人们对于永动机的概念也越来越痴迷，总是想尽各种办法试图制造出永动机，但是最终都以失败而告终。

那么永动机为什么不存在呢？

我们所说的永动机，通常是指第一类永动机，也就是不消耗能量就能持续对外做功的机器。之所以这类永动机不可能存在，就是因为它违反了能量守恒定律。因为能量不可能凭空产生，也不会无缘无故消失，只能在不同的能量形式之间来回转换，从一个物体转移到另一个物体，在这个过程中总的能量保持不变。

还有第二类永动机。在没有温差的情况下，可以持续从自然界中，比如说空气或者海水中吸取能量并转化为机械能的机器，就是第二类永动机。

第二类永动机看起来并不违反能量守恒定律，但它违反了热力学第二定律。因为热能在转换为机械能的过程中，不可能没有任何损耗。通俗来讲，热能不可能自发地从低温物体转移到高温物体，或者说，热能在转换为有用功的过程不可能没有任何其他影响。

所以说，永动机是不存在的，不可能被制造出来。对于永动机的任何研究专利，早在几百年前就被禁止了。

那么，既然永动机不存在，为什么组成万物的分子可以不停地做无规则运动呢？

下面重点讲讲为何分子可以不停地做无规则运动。

这个规律是布朗在1827年发现的，当他用显微镜观察水中的花粉时偶然发现的，所以也被称为布朗运动，布朗发现悬浮在水中的花粉颗粒可以不停地无规则运动。

事实上不仅仅是花粉颗粒，悬浮在水中的其他各种颗粒，同样可以做布朗运动。

我们都知道，分子是构成物体稳定物理和化学性质的最小单元。分子之间存在着斥力和引力，也存在一定的间隙。物体之所以能够保持稳定的状态，就是因为斥力和引力达到了某种程度的平衡。

通常情况下，气体物质分子的间隙较大，作用力也就比较小，所以气体物质具有很强的流动性，很容易被压缩。而液体分子之间的间隙比较小，由于分子之间存在着引力和斥力，分子保持相对平衡，在平衡位置做无规则运动，所以液体是没有固定形状的。

对于液体来讲，如果分子之间的距离变小就会体现出斥力，所以液体是很难被压缩的。

而固体分子之间的距离很小，作用力就很大，因此固体分子只有在固定位置附近做无规则运动。分子间隙稍微变小就会体现出巨大的斥力，稍微变大就会体现出巨大的引力，所以固体都有固定的形状，也很难被压缩。

不过，当物体经过加热之后，分子运动会更加剧烈，分子之间的距离也会随着增大，这就会体现出热胀冷缩。

说了这么多，分子到底为什么会不停地做无规则运动呢？

我们都知道，组成物质的分子都有能量，也就是机械能，分子就是因为能量才会运动的。单独一个分子的运动遵循力学规律，但大量分子的运动遵循的是统计规律，是没有规则的。

宇宙万物都是由分子构成的，分子具有能量，所以宇宙万物都有能量。理论上讲，只有温度为绝对零度的物体才没有能量，没有运动。但绝对零度只是理论上的最低值，现实中是不可能达到的，现实中的物体温度都高于绝对零度，都具有能量，有能量就会运动。

说白了，宇宙万物时刻参与着能量的循环，这种循环遵循的正是能量守恒定律。

这里强调一点，运动与永动机并没有直接联系，一直运动并不是永动机，判断是否是永动机的关键并不在于运动，而在于是否对外界做功。

所以，永动机存在与否，与分子不停地做无规则运动根本毫无瓜葛，两者本来就不是一回事。

表面上看，分子的运动看起来好像没有外界能量补给，不过本质上来讲，万物运动的初始力量都源自最初的宇宙大爆炸的能量，这种能量在之后的漫长岁月里不断转移转换。

而“永动机”三个字很容易迷惑人，让人有一种“只要能动起来的物体就是永动机”的错觉，如果真是这样的话，那么整个宇宙都将是永动机，包括你我以及世界上的任何人都是永动机，因为我们身体里的每个分子都在不停运动，宇宙万物都在不停地运动。

事实上并不是这样，运动与永动机并没有直接关系，关键在于永动机本身是否在不停地对外做功，而不是“是否运动”。

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