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  • 1 # 艾伯史密斯

    答:因為熱力學第二定律,不允許一個孤立系統的熵減少;題設的情況完全可行,但不算是永動機。

    熱二定律描述起來很容易,但是放到實際當中,很容易弄混淆,當熱力學第一定律否定掉第一類永動機之後。

    人們的設想和題主的說法是差不多的,海洋就是一個源源不斷的熱源,我們是否可以吸收海洋的熱量來做功呢?

    其實,這裡面忽略了一個大的問題,利用溫差來做功,其中的重點是“溫差”,而不是“溫度”!

    我們利用一個系統的熱量來做功,必須使用一個更低溫度的冷源,這個冷源非常重要,沒有冷源,就算你係統的溫度再高,也無法對外做功。

    也就是說:我們在利用熱量對外做功的時候,一定存在熱量的傳遞,那麼就一定存在溫差,這是熱能對外做功的前提。其中,做功和熱能的限制條件,由卡諾迴圈給出。

    而且卡諾迴圈還給出了一個效率的理論上限值,完全取決於高溫熱源和低溫熱源的溫度,實際過程我們遠遠達不到卡諾迴圈的效率。

    就看題主說的例子:環境溫度上升,使得“氣球膨脹”,然後做功;這種原型其實是存在的,叫做——溫差發電機。

    溫差發電機的原理:是利用海水中不同深度的溫差來發電,把溫暖的海水流入蒸發室,把丙烷等特殊物質蒸發,然後蒸發的氣體作為流體,推動透平機旋轉,再到低溫海水處冷凝。

    該過程並未違背熱力學第二定律,因為海水這個天然的系統是開放的,不是孤立的系統;這正是基於熱力學第二定律,才研製出來的!

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