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如图所示,在转轮边沿安装一系列的容器,容器中充了一些,他想在容器中有可能使转轮永远地转动,但是经过仔细研究之后,得出了否定的结论。他从许多类似的设计方案中认识到永动机的尝试是注定要失败的。他写道:"永恒运动的幻想家们!你们的何等徒劳无功!还是去做淘金者吧!" 然而,15世纪以后的好几**里面,制造永动机的活动却**停止过。
17世纪,英国有一个被关在伦敦塔下叫马尔基斯的犯人,他做了一台可以转动的"永动机",如图所示。转轮直径达4.3米,有40个各重23千克的钢球沿转轮辐翼外侧运动,使力矩加大,待转到高处时,钢球会自动地滚向中心。据说,他曾向英国国王查理一世表演过这一装置。国王看了很是高兴,就特赦了他。其实这台机器是靠惯性来维持短时运动的。
19世纪有人设计了一种特殊机构,如图所示。它的臂可以弯曲。臂上有槽,小球沿凹槽滚向伸长的臂端,使力矩增大。转到另一侧,软臂开始弯曲,向轴心靠拢。设计者认为这样可以使机器转矩。然而,他没有想到力臂虽然缩短了,阻力却增大了,转轮只能停止在原地。
1681年,英国有一位的弗拉德提出一个建议,利用阿基米德螺旋(如图)把水池的水提到高处,再让升高的水推动水轮机,水轮机除了带动水磨做功以外,还可使阿基米德螺不断提水,如此周而复始,不就可以*担心天旱水枯了吗?一时间,响应他的有人在,形形的自动水轮机陆续提出,竟出现了热潮。
约在1570年,意大利的一位教授泰斯尼尔斯,提出用磁石的吸力可以实现永动机。他的设计如图所示,A是一个磁石,铁球C受磁石吸引可沿斜面滚上去,滚到上端的E处,从B落下,经曲面BFC返回,复又被磁石吸引,铁球就可以沿螺旋途径连续运动下去。大概他那时还没有建立库仑定律,不知道电场力大小与距离的平方是成反比变化的,只需多加思索,其荒谬处就一目了然了。
类似的例子还有许多,这里就不详细描述了。我们只要列举一些名称,就足以说明这类徒劳无益的活动是如何广泛、诱人。
例如:表面张力永动机、浮力永动机、永磁永动机、自动车、自动洗衣机,等等。 就在一些人热衷于制造永动机的同时,科学家们从力学基本理论的研究中逐步认识到了自然界的客观规律性。
继达·芬奇之后,斯蒂文于1568年写了一本《静力学基础》,其中讨论斜面上力的分解问题时,明确地提出了永动机不可能实现的观点。他所用的插图画在该书扉页上,见图,图的上方写着:"神奇其实并不神奇。"将14个等重的小球均匀地用线穿起组成首尾相连的球链,斜面上,他认为链的"运动没有尽头是荒谬的",所以两侧应平衡。
1775年,法国科学家郑重的通过了一项决议,拒绝审理永动机。在《法国科学院的历史》一书中有如下记载:"这一年科学院通过决议,决定拒绝审理有关下列问题的解答:倍立方,三等分角,求与圆等面积的正方形,以及永恒运动的任何机器。"
并且解释说:"永动机的建造是不可能的,即使中间的和阻力不致终原来的动力,这个动力也不能产生等于原因的效果;再如设想动力可以连续起作用,其效果在一定时间之内也会是无限小。如果和阻力减小,初始的运动往往得以继续,但它不能与其他物体作用,在这种假设(自然界不可能存在)中,惟一可能的永恒运动对实现永动机建造者的目的将毫无用处。
这些研究的缺点是费用较度昂贵,不止毁了一个家庭,本来可以为公众提供大量服务的技师们,往往为此浪费了他们的工具、时间和聪明才智。" 然而,就是在法国科学院如此明确的警告之下,创造永动机的各种活动仍然未见收敛。
1861年,英国有一位工程师德尔克斯收集了大量资料,写成一本名为《17、18世纪的永动机》的书,告诫人们,切勿妄想从永恒运动的赐予中获取名声和好运。可是,德尔克斯这部"警世恒言"却未能永动机的继续泛滥。
19世纪末美州有人想用磁铁代替钟摆的锤,企图用磁力做功代替发条,认为有可能*发条而能自动维持,结果是徒劳一场毫无成果。进入20世纪,更加复杂的、似是而非的种种设计不断被提了出来。例如有人想"发明"自动车,有人"创造"自动洗衣机,有人想利用水中的"分子吸引力"制造"自动"泵,有人想单纯靠磁铁做成发电机,特别是在"能源危机"的下,这类活动竟有增无减,层出不穷。
另一类永动机也常被人提出而且还很迷惑人。如19世纪80年代,美国地区的一位发明家甘姆埃设计了一种零度发动机(Zeromotor),用液态氨做工作,从周围中吸取热量,氨由液态变为气态,在0℃时产生4个大气压的压强,可以推动做功,似乎这样就可以不需使用燃料。