永动机

　　永动机（汉语拼音：Yongdongji；英语：Perpetual Motion Machine），不需要消耗任何能源或只需从单一热源吸取热量，就能源源不断地对外提供有用功的理想动力装置。多少年来，许多人包括一些极具创新思想的科学家和工程师，为实现制作永动机的梦想付出了大量的劳动，但都以失败告终。近代科学技术的发展证明，这类永动机是不可能制成的，因为它们违反了热力学第一定律和热力学第二定律。

　　人们把不需要消耗任何能源，就能源源不断地对外提供有用功的理想动力装置称为第一类永动机。如果这类永动机得以制成，就可完全摆脱长期困扰人类的能源问题。但这种能无中生有和效率等于无穷大的热机是制不成的，因为它违反了热力学第一定律，违反了能量守恒和转化定律。因此，1775年法国科学院就曾明确宣布以后不再接受审查任何有关永动机的设计。

　　人们把能在无温差情况下从单一热源吸热，使之全部变为有用的功而不产生其他影响的理想动力装置称为第二类永动机。虽说这类永动机的效率不再等于无穷大，但仍等于100%。倘若能够制造出这类永动机，就可以一些巨大的物质系统诸如大地、大海和大气作为热源，从中源源不断地获得有用的机械运动的能量做功。如已知地球上约有10¹⁸吨海水，若能使其温度降低1度，约可释放出4.18×10²⁴焦的热量，这相当于燃烧10¹⁴吨煤得到的热量。但这类永动机是做不成的，因为它违反了建立在热功转换不可逆性基础上的热力学第二定律开尔文表述。

　　实践证明热功转换是不可逆的：功转化为热是可自发地进行，但逆过程即热转化为功是不可能在外界不产生其他影响的情况下自发地进行。磨床的砂轮在切断电源后转速会逐渐减低，直到完全停止；砂轮的动能在克服轮轴与轴承间以及轮表面与空气间的摩擦力做功而转化为热，被周围空气吸收，砂轮失去的动能在数值上等于空气获得的热量，这是遵从热力学第一定律的，这种功转化为热的过程是可自发进行的。但逆向的热转化为功的过程，即周围空气冷却使砂轮重新旋转起来是不可能自发进行的，尽管此过程也不违反热力学第一定律。对大量热机循环的观察和分析后得到结论：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其他影响。这就是热力学第二定律的开尔文表述，它否定了任何制作第二类永动机的可能性。