第国章机诚能守恒 中 411永动机不可能 国 千万次的失败并没有使所有的人认输,总有一些 科)人陷在永动机梦想的泥潭里不能自拔,并死死纠缠着 学國要别人接受他们的设计方案。在这种情况下巴黎科学 技院在1775年不得不通过决议,正式宣告拒绝受理永动 术则机方案。这说明在当时科学界,已经从长期所积累的 大 经验中,认识到制造永动机的企图是没有成功的希望 学 的。人们的原始概念,乃是“人力有限”,如果我们 能够没有任何消耗而得到永久工作,那将是人力无限 了!这种事情未免太好,好得令人难以置信。直到现 杨 在,美英等许多国家的专利局都订有限制接受永动机 维方案的条款。 纮
4.1.1 永动机不可能 千万次的失败并没有使所有的人认输，总有一些 人陷在永动机梦想的泥潭里不能自拔，并死死纠缠着 要别人接受他们的设计方案。在这种情况下巴黎科学 院在1775年不得不通过决议，正式宣告拒绝受理永动 机方案。这说明在当时科学界，已经从长期所积累的 经验中，认识到制造永动机的企图是没有成功的希望 的。人们的原始概念，乃是“人力有限”，如果我们 能够没有任何消耗而得到永久工作，那将是人力无限 了！这种事情未免太好，好得令人难以置信。直到现 在，美英等许多国家的专利局都订有限制接受永动机 方案的条款。 中 国 科 学 技 术 大 学 杨 维 纮
第国章机诚能守恒 中 411永动机不可能 国 科 现在人们常用能量守恒定律来否定永动 学 机,而19世纪能量守恒定律的三个创始人之 技 亥姆霍兹(1821~1894)当年却是用不 可能有永动机来论证能量守恒定律的。他在 大《论自然力的相互作用》一文中写道:“ 学 鉴于前人试验的失败,人们.不再询问:我如 何能够利用各种自然力之间已知和未知的关系 杨来创造一种水恒的运动,而是间道:如果永恒 维 的运动(指永动机)是不可能的,在各种自然 纮 力之间应该存在什么样的关系?
4.1.1 永动机不可能 现在人们常用能量守恒定律来否定永动 机，而19世纪能量守恒定律的三个创始人之 一——亥姆霍兹（1821~1894）当年却是用不 可能有永动机来论证能量守恒定律的。他在 《论自然力的相互作用》一文中写道：“…… 鉴于前人试验的失败，人们…不再询问：我如 何能够利用各种自然力之间已知和未知的关系 来创造一种永恒的运动，而是问道：如果永恒 的运动（指永动机）是不可能的，在各种自然 力之间应该存在什么样的关系？” 中 国 科 学 技 术 大 学 杨 维 纮
第国章机诚能守恒 中 411永动机不可能 国 人们造出机器,是为了让它作功。“功”的概念在一般人的感 科)觉中是现实的,具体的,它起源于早期工业革命中工程师们的需要 学渐同意用机器举起的物体的重量与行程之积来量度机器的输出,并 技称之为功 术大 在19世纪初期用机械功测量活力已引入动力技术著作中。 1820年后,力学论文开始强调功的概念。 1829年,法国工程师彭塞利( Poneclet,1788-1867)在一本力 学题学著作中引进“功”这一名词。 之后,科里奥利在《论刚体力学及机器作用的计算》一文中, 杨明 确地把作用力和受力点沿力的方向的可能位移的乘积叫做“运动 的功”。功与以后建立的能量概念具有相同的量度,功作为能量变 维国化的量度为研究能量转化过程奠定了一个定量分析的基础。 纮 时至今日,物理学中并没有告诉我们能量究竞是什么,也没有 说出各种表达式的机理
4.1.1 永动机不可能 人们造出机器，是为了让它作功。“功”的概念在一般人的感 觉中是现实的，具体的，它起源于早期工业革命中工程师们的需要， 当时他们需要一个用来比较蒸汽机的效率的办法。在实践中大家逐 渐同意用机器举起的物体的重量与行程之积来量度机器的输出，并 称之为功。 在19世纪初期用机械功测量活力已引入动力技术著作中。 1820年后，力学论文开始强调功的概念。 1829年，法国工程师彭塞利（Poneclet，1788~1867）在一本力 学著作中引进“功”这一名词。 之后，科里奥利在《论刚体力学及机器作用的计算》一文中， 明确地把作用力和受力点沿力的方向的可能位移的乘积叫做“运动 的功”。功与以后建立的能量概念具有相同的量度，功作为能量变 化的量度为研究能量转化过程奠定了一个定量分析的基础。 时至今日，物理学中并没有告诉我们能量究竟是什么，也没有 说出各种表达式的机理。 中 国 科 学 技 术 大 学 杨 维 纮
第四章就诚能守恒 中4.12重力势能 国 科 在下面的推理中,我们的前提是永动机不可能。它 学翻的依据是从千千万万人的实践中总结出来的经验事实 技 人们曾设想过各式各样的永动机,这里我们只讨论 米》成一系列操作之后,装置回到了初始状态,在此过程中 举重机械。如果有这样一架举重机械,当人们运用它完 大 产生的浄效果,是把一定的重量提升了一定的高度,则 学國我们说,这就是一架水动机有了这二架举重的机械 杨需假设,这种举重式的永动机是不可能的 维 纮
4.1.2 重力势能 在下面的推理中，我们的前提是永动机不可能。它 的依据是从千千万万人的实践中总结出来的经验事实。 人们曾设想过各式各样的永动机，这里我们只讨论 举重机械。如果有这样一架举重机械，当人们运用它完 成一系列操作之后，装置回到了初始状态，在此过程中 产生的净效果，是把一定的重量提升了一定的高度，则 我们说，这就是一架永动机。有了这样一架举重的机械， 完成其它操作的永动机就都变为可能的了。因而我们只 需假设，这种举重式的永动机是不可能的。 中 国 科 学 技 术 大 学 杨 维 纮
第国章机诚能守恒 中4.12重力势能 国 作为最简单的举重 科)庸装置之一,我们追随斯 (b) 学圖秦芬,也研究斜面装置 图4.1斜面举重装置 技 不过为了简化讨论,我们把装置改为如图4.1所示的形式。设小 球重量为mg,大球重量为λg,在摩擦力趋于零的情况下,静力学平 术衡时,我们有加50m如果小球拖得动大球的话,则以小球降低 大高度h为代价,把大球提升高度h=hsm,于是: 学 Mgh'=Mohsin 0=mgh 上面得到的式子是由斜面这个具体装置推导出来的, 杨我们的间题是:无论用什么举重机械,以重物下降一个高 维回答这个间题,用本课前面已有的力学知识就不行了。下 纮 面我们从热学中卡诺( Sadi carnot,1796-1832)那里借来 一种绝妙的推理方法
4.1.2 重力势能 作为最简单的举重 装置之一，我们追随斯 泰芬，也研究斜面装置。 不过为了简化讨论，我们把装置改为如图4.1 所示的形式。设小 球重量为 mg，大球重量为 Mg，在摩擦力趋于零的情况下，静力学平 衡时，我们有 Mg sinθ= mg, 如果小球拖得动大球的话，则以小球降低 高度 h 为代价，把大球提升高度h / = h sinθ ，于是： Mgh = Mghsin = mgh 上面得到的式子是由斜面这个具体装置推导出来的， 我们的问题是：无论用什么举重机械，以重物下降一个高 度为代价，至多能够把多少重量上举一个高度？要普遍地 回答这个问题，用本课前面已有的力学知识就不行了。下 面我们从热学中卡诺（Sadi Carnot, 1796~1832）那里借来 一种绝妙的推理方法。 中 国 科 学 技 术 大 学 杨 维 纮