不可违背的自然界规律

好像是：“踏破铁鞋无觅处，得来全不费工夫。”原来分子倒好像是一个微型的永动机？

可这微型永动机好像只能捣乱，它把人们设计的永动机的能量都变成了分子的运动，那我们能不能反其道而行之，将这些热能取出来为我们人类做功？

要是能从一个热源取热而做功，那不违背能量守恒定律，要是能成功，就成为第二种永动机。为什么呢？因为地球上到处是热源，例如海水取之不尽，用之不竭。把海水作为热源来不断对外做功，可以称之为“海水永动机”。

气体从一个热源取热对外做功

下图中一筒气体与一热源接触，让气体等温膨胀对外做功，做的功就是将活塞上的球一个一个放到旁边的空架子上去。设筒的活塞上放了5个球，每滚一个球到空架子上，活塞上的重量就减轻一些，气体就膨胀一点，活塞就上升一点，热源就输送一些热能给气体，最后从（a）情况变化到（b）情况。在这过程中，气体从热源吸热，体积从V1变化到V2，对外界作了功，这功就是把5个球放到比较高的地方去了。但是只能做一次功，要是让这筒气体再做一次，那必须让气体从V2变回到V1，要把活塞压回去，外界要对气体做功，最省的功就是再把空架子上的球一个一个滚回到活塞上去，从（b）情况回到（a）情况。空忙碌一场，这个从一个热源取热对外做功的机器无法循环动作。

能不能让装在容积V2的气体自动（不需要外界做功）回到容积V1呢？不可能，自然界的规律是气体可以向真空膨胀，而不能自动收缩而让出真空。

热机

那能不能将气体从膨胀到一定情况后，又想法用另外的办法将它压缩，这样就既可以让气体恢复到原状又可以剩下对外做的功，这样不就可以循环对外做功吗？这是可以的，18世纪发明的蒸汽机以及各种各样的热机就是如此。但要热机循环工作，必须或至少必须有两个热源，一个高温热源，一个低温热源。热机在高温热源吸热，在低温热源放热，才能循环做功。低温热源好办，地球上的大气就是，你向它放热就是了；高温热源呢？要制造一个比大气温度高的热源，则除了烧煤、烧汽油等等以外，别无他法！

能不能让热能自动从低温向高温传递呢？要是能，就能自动地得到高温热源，就不需要另外消耗燃料了，成了能循环的永动机了。可是热只能由高温热源向低温热源自动传递，却不可能从低温热源自动向高温热源传递。

气体只能自动扩散不能自动收缩，热能只能自动从高温热源向低温热源传递，而不能反之，这些看似不同的现象，却被自然界同一条重要的规律控制着，科学家把这条重要规律就称为：第二种永动机不可能。或详细一点说，从一个热源取热对外做功而不发生任何其他变化是不可能的。这就是著名的热力学第二定律。利用高温热源做成的机器称为“热机”，有各种各样的热机设计，下面简单说一下“内燃机”的原理。

下图中用一个简单的圆筒代表内燃机。①把燃料（例如汽油）装入圆筒，然后压缩活塞，使燃料的温度升高。②燃料温度升高到一定温度，燃料燃烧，体积剧烈膨胀，推动活塞对外做功。③燃料烧完，剩下废气，推动活塞将废气压缩而排出筒外，也就是排到空气中去了。④废气排完后，重新给圆筒加燃料，开始下一次循环。

内燃机原理示意

当然，从第①到第②过程，也就是让燃料燃烧起来的过程，也可以采取一些其他点火措施。燃料燃烧后的对外做功，大大大于两次压缩给燃料所做的功，也就是说，第②过程对外膨胀做的功，比第①与第③过程压缩活塞的功要大得多。

内燃机可以使汽车开动起来，但必须要用燃料。消耗了燃料，换来了排在空气中的废气。

自然规律是不能违背的，永动机是不可能做成的。精力充沛的年轻人，千万别再为“永动机”去浪费自己的青春，好好地多学点科学知识，努力用自己的聪明才智为获得崭新的能源而努力。