 |
|
 |
能量守恒指的是孤立系統(tǒng)內(nèi)部的總能量保持不變。但是系統(tǒng)內(nèi)部的能量的是可以相互轉(zhuǎn)化的。這個定律就規(guī)定了第一類永動機不可能實現(xiàn)。
沒有外界能量的輸入，上圖的永動機不可能實現(xiàn)。
能量守恒發(fā)現(xiàn)簡史最早的話，得追溯到公元前500年，古希臘的一位哲學(xué)家泰勒斯，不過早期的守恒思想，跟現(xiàn)在的還是有差別的。后來，伽利略從單擺現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)動能與勢能的相互轉(zhuǎn)換，不過他沒有形成數(shù)學(xué)公式。萊布尼茨首次從數(shù)學(xué)模型上，給出了動量與動能的守恒。這期間，發(fā)生了很多故事，有興趣的可以自己搜索下。關(guān)于能量守恒的爭論，在早期還是比較火熱的。隨著時間的推進，科學(xué)認識的加深，能量守恒已經(jīng)是物理界一個不可撼動的定律。
能量的品質(zhì)既然能量守恒說的是能量可以互相轉(zhuǎn)換，那么是否意味著這種轉(zhuǎn)化不需要條件？能量轉(zhuǎn)換的自發(fā)過程，是具有方向性的。
如上圖，裝滿熱水的杯子，只會慢慢變冷，而不會越來越熱，即熱杯子的熱量只會流失到空氣中，低溫空氣中的熱量不會傳到熱杯子中。在如下圖，通電后的電阻絲產(chǎn)生熱量，但是加熱電阻絲卻不會有電流產(chǎn)生。這些例子都說明，自發(fā)過程的能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，并不是沒有方向性的。即：能量是由品質(zhì)的。
自發(fā)過程的能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，必須滿足從高品質(zhì)的能量向低品質(zhì)的能量轉(zhuǎn)移/轉(zhuǎn)化。
熱力學(xué)第二定律文章寫到這里，熱二定律呼之欲出。能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，并不是100%的，而是存在著消耗。熱二律的表述特別多，比較著名的有開爾文表述、克勞修斯表述。所有這么多表述，核心就是能量轉(zhuǎn)化不是100%。所以，第二類永動機也是不可能的。 像下圖，船從海水中取能量，然后全部用于推動前進，轉(zhuǎn)換效率沒有那么高，所以實現(xiàn)不了。
實際上，能量轉(zhuǎn)換的效率挺低的。比如發(fā)電廠，熱能轉(zhuǎn)電能的效率在40%左右。太陽能電池，把太陽能轉(zhuǎn)電能的效率15%左右。這其中大部分都損失了，損失到了空氣中，變成聲光電熱等等形式。
總結(jié)我想我已經(jīng)回答完你的問題了。能量以聲光電熱等等的形式，耗散與周圍環(huán)境中。