基於布朗運動的永動機模型為何不可行?

時間 2021-06-01 13:45:36

1樓:Zhu Alex

熱是「分子平均動能」。 溫度相同表明「兩個物體的分子平均動能相同」。

結論就是,同溫度的兩個物體的分子之間的碰撞,不會引起分子平均動能的改變。

巨集觀中說起碰撞,大家會想起大球A砸小球B,然後小球會獲得能量滾的好遠。因此產生一種印象,即A碰撞B會讓B的能量增加。其實,反向思考,A的能量一定降低了。

A的能量如果一直低下去,B的能量如果一直漲上去,就會發生更多小球B從背後推大球A的事件,使雙方平均動能一直保持相同。

在微觀角度,請放棄「摩擦生熱」想法(和對應的碰撞生熱)。摩擦生熱是外界機械能加速分子, 使分子平均動能公升高。從等效角度來說,外界機械能相當於乙個極高溫的物體接觸。

2樓:

題主忽視了產熱之後的體系的變化。事實上,如果花粉的能量被不斷的對外做功消耗(而沒有外界能量輸入)的話,體系溫度會降低。後果當然就是無限趨向於絕對零度了。

這與雷射冷卻原子有著異曲同工之妙。

然後歪個樓。事實上,小尺寸的基於布朗運動的機構是可行的。有種東西叫「布朗馬達」 (Brownian ratchet 或者 Brownian Motor)。

2023年有篇長綜述就講了這個概念及一些嘗試,Brownian motors: noisy transport far from equilibrium。但其實,熱力學第二定律是不能被違背的,馬達的運動必然受制於耗散。

像肌球蛋白這樣的分子馬達是基於結構的不對稱性與消耗ATP能量來運動的。

3樓:

模型簡化下。

你計畫花粉帶著細絲撞壁,本質上就是花粉的能量傳給細絲傳給壁,那和花粉直接撞壁有什麼不同?

花粉直接撞壁,本質上就是水分子推花粉撞壁,那和水分子直接撞壁有什麼不同?

為毛水分子直接撞壁不產生熱效應?

能不能用布朗運動的原理來製造永動機?

其實完全不需要繞這麼多圈子,隨便一段導線兩段自然地就會產生熱雜訊 一種功率譜密度與頻率無關的電雜訊,頻譜密度為根號下4kTR 分別是波爾茲曼常數 溫度 電阻值 這種電雜訊跟布朗運動一樣,都來自微觀粒子熱運動,只不過乙個是流體分子的,乙個是電子的。這東西並不違反熱力學第二定律。因為你要讓它能工作,必須...

永遠運動的東西為啥不是永動機,是不是永動機的定義錯了,可以永遠運動不就行了,管他能量守不守恆呢?

劉湃 當然不行。迎新會的這個定義本身就是標準。如果用你這種不考慮熵的定義。那全世界從微觀到巨集觀就都是永動機。微觀,電子,沒我的運動哪來的輻射。巨集觀,地球太陽,我可是一直在動哦。 Karen 這個問題.定義是人定義的,你說定義錯了是什麼意思?你可以說定理是錯的,推論是錯的,你甚至在某些情況下可以說...

如何理解布朗運動連續但不可微的性質?

高巨集 2010年,美國德克薩斯大學的李統藏首次通過實驗方法觀測到了單個布朗粒子的瞬時速度,顛覆了維納 布朗運動路徑處處不可微 的著名論斷。原因在於,維納將布朗粒子的位移與時間之間的數量關係抽象為隨機變數,從愛因斯坦布朗運動理論推導出了 布朗運動處處不可微 瞬時速度無窮大 的結論。事實上,如果將布朗...