半透膜制成永动机

『壹』 为什么永动机是永远不能制成的

能量既不能凭空产生 也不能凭空消失 只能从一种形式转化成另一种形式 或者从一个物体转移到另一个物体 在转化和转移过程中 能量的总和不变 这就是能量守恒定律了 所以第一类永动机是不能做出来的
而能量的转化和转移是有方向的 就像热量可以自发的由热的物体转移到冷的物体 但不能自发的由冷的物体转移到热的物体 而不引起其他的变化 所以第二类永动机也是不能做出来的 制造永动机梦想的破灭

永动机这个名词不是很恰当。如飞轮之类，一旦开始运动，若无磨擦阻力作用，是可以永久继续运动下去的，这在实际上虽然不易实现，但是在道理上说得通，可以看作一种实际的极限情况。所谓永动机并不是指这种情况，不是试图去保持永恒的运动，而是期望在没有外界能源供给，即不消耗任何燃料和动力的情况下，源源不断地得到有用的功。如果这种永动机真的能够制成，那么就可以不使用任何自然能源无中生有地得到无限多的动力。在人们还没有掌握自然的基本规律时，这种想法曾经引诱许多有杰出创造才能的人，他们付出了大量的智慧和劳动，追求这种梦想的实现。但是，没有任何一部永动机被实际地制造出来，也没有任何一个永动机的设计方案能受住科学的审查。

早期著名的一个永动机设计方案，是13世纪法国人亨内考提出的。亨内考设计的装置当时并不叫作永动机，而是按它特别吸引人的性质，把它叫做"魔轮"。他在一个轮子的边缘上等距地安装12根活动短杆，杆端分别套上一个重球。无论轮子转到什么位置，右边的各个重球总比左边的各个重球离轴心更远一些。亨内考设想，右边更大的作用特别是甩过去的重球作用在离轴较远的距离上，就会压使轮子按照箭头所示的方向永不停息地旋转下去，至少要转到轮轴磨坏时为止。但是，实际上轮子转动一两圈后就停了下来。

后来，文艺复兴时期意大利的达·芬奇（Leonardo da Vinci，1452-1519）也造了一个类似的装置，。他设计时认为，右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，但实验结果却是否定的。达·芬奇敏锐地由此得出结论：永动机是不可能实现的。

事实上，由杠杆平衡原理可知，上面两个设计中，右边每个重物施加于轮子的旋转作用虽然较大，但是重物的个数却较少。精确的计算可以证明，总会有一个适当的位置，使左右两侧重物施加于轮子的相反方向的旋转作用（力矩）恰好相等，互相抵消，使轮子达到平衡而静止下来。

流水的落差可以推动水轮机对外提供动力，能否用流水来设计永动机呢？16世纪70年代，意大利的一位机械师斯特尔又提出了一个永动机的设计方案。他在设计时认为，由上面水槽流出的水，冲击水轮转动，水轮在带动水磨转动的同时，通过一组齿轮带动螺旋汲水器，把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中。他想，整个装置可以这样不停地运转下去，并有效地对外做功。实际上，流回水槽的水越来越少，很快水槽中的水就全部流进了下面的蓄水池，水轮机也就停止了转动。

浮力也是设计永动机的一个好帮手。是一个著名的浮力永动机设计方案。一连串的球，绕在上下两个轮子上，可以像链条那样转动。右边的一些球放在一个盛满水的容器里。设计者认为，右边如果没有那个盛水的容器，左右两边的球数相等，链条是会平衡的。但是，现在右边这些球浸在水里，受到了水的浮力，就会被水推着向上移动，也就带动整串球绕上下两个轮子转动。上面有一个球露出水面。下面就有一个球穿过容器底，补充进来。

这样的永动机也没有制成，是不是因为要下面的球能够通过容器底，而又不能让水漏出来，制造起来技术上有困难呢？技术上的困难并不是主要问题，主要问题还是出在设计的原理上。当下面的球穿过容器底的时候，它和容器底一样，要承受上面水的压力，而且是因为在水的最下部，所以它受到的压力很大。这个向下的压力，就会抵消上面几个球所受的浮力，这个水动机也就无法永动了。

此外，人们还提出过利用轮子的惯性，细管子的毛细作用，电磁力等获得有效动力的种种永动机设计方案，但都无一例外地失败了。其实，在所有的永动机设计中，我们总可以找出一个平衡位置来，在这个位置上，各个力恰好下互抵消掉，不再有任何推动力使它运动。所有永动机必然会在这个平衡位置上静止下来，变成不动机。

层出不穷的永动机设计方案，都在科学的严格审查和实践的无情检验下一一失败了。1775的，法国科学院宣布"本科学院以后不再审查有关永动机的一切设计"。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。

各种永动机设计方案的失败，制造永动机美好梦想的破灭，对于每一个寻找永动机的人是一个不小的打击。但是，反思这一失败的探索过程，它从反面给人类以启迪，一些科学家从这一否定的结论中开始思考，提出这样一个问题：永动机不可能制成，是不是说明自然界存在着一条法则，它使我们不可能无中生有地获得能量？也就是说自然界各种能量之间存在着一定的转化关系。这方面的思考是能量转化和守恒原理建立的线索之一。德国著名物理学家和生理学家亥姆霍兹（H. Helmholtz，1821-1894）就是从永动机不可能实现的这个事实入手研究发现能量转化和守恒原理的。他在论文中写道：“鉴于前人试验的失败，人们……不再询问‘我如何能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‘如果永恒的运动是不可能的，在各种自然力之间应该存在着什么样的关系？'”

19世纪中叶，能量转化和守恒原理得到了科学界的普遍承认。这一原理指出：自然界的一切物质都具有能量，对应于不同的运动形式，能量也有不同的形式，如机械运动的动能和势能，热运动的内能，电磁运动的电磁能，化学运动的化学能等，他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示。当运动形式发生变化或运动量发生转移时，能量也从一种形式转化为另一种形式，从一个系统传递给另一个系统；在转化和传递中总能量始终不变。

还有另外一种非常美妙的幻想，它并不违反能量转化和守恒原理。假如能把空气或海水里的热能，通过一种巧妙的机器，全部转化成我们所需要的机械功，这可以成为取之不尽、用之不竭的能源。发明这种机器的想法，比起前面要凭空产生能量的想法聪明得多了。如果这种机器真能发明的话，还有另一好处，一方面我们可以把一种东西里面的热能取出来做功，同时还会使这种东西的温度降低。这样，我们可以在海洋上设置一些巨大的工厂，利用海水里的热能，来进行各种不同的工作，比如利用它来发电，一只轮船可以利用海水中的热量，不必烧煤或烧油，就能到世界各地去航行，这岂非美事！这可称作第二种永动机，也是不可能实现的，因为它和热力学第二定律相违背。

热力学第二定律是由无数次实践证明了的客观规律。它可以表述为：“从单一热源吸取热量使之完全变为有用的功而不产生其他影响是不可能的。”这也就是说，热机不可能有100%的效率，它要在把从高温热源吸收的一部分热量变为有用功的同时，把另一部分热量放到低温热源。

追寻永动机的失败经历，可以给我们两点启示：首先，失败的经历也有积极的科学研究价值，永动机的种种设计方案的失败，引起了人们的反思，启发了能量转化和守恒的思想，成为能量转化和守恒原理建立的思考线索之一；其次，要依据科学规律办事。历史上追求永动机的人们，并不是因为他们没有一种良好的愿望，也不是他们缺乏刻苦钻研的精神，只是由于他们做的是违背客观规律的工作。在人们还没有认识能量传递和转化的规律之前，对那些寻求永动机的努力遭到的失败，我们只能感到遗憾，但是，如果在今天还有人去设计永动机，那他就是愚蠢的，是违反科学规律的，也是永远不会成功的。

『贰』 半透膜与类永动机的疑难。

所谓“永动机”是一种只在理想状态下存在的机械结构，它在理论上是成立的，而实际上是不会存在的。因为在理论上理想状态时是忽略了所有的能量损耗，永动机处于一种没有阻力没有摩擦的状态下运行。
而实际上这种条件是不能达到的。楼主所说的“循环渗透”问题非常有趣，楼主动了脑筋。这一装置最终也会停在某一平衡状态，会由于漏斗内壁对液体不断摩擦而使整个装置的温度上升，从而引起液体密度的改变。这是一个熵增加的过程。如果这装置是完全与外界绝缘的，那么最终循环会停止。如果在装置外有冷却装置，是系统保持在低温下，那倒能使装置长时间运行。但这是有外界能量输入的，恐怕就不能算永动机的范畴了。

『叁』 第四类永动机的理论研究

现在只有一小部分人接触过该理论，其中懂熵的又是少数，而大多数又已经完全接受熵增理论，对该理论保持质疑的态度。只有极少数支持者认为该类永动机不在人类经验范围之类，即承认了过去熵理论，又展望了未来熵理论，是个不错的提议，给人类未来带来了无限希望。
但由于第四类永动机理论所给出的熵拓展和其他支持理论给出的宇宙输入熵的相关支持论调，都未得到实践的证明和科学界的严格论证，第四类永动机不等于科学，充其量只能说是假说和科幻。
具有理论支持的未与先前理论正面冲突的第四永动机理论，首次在网络词条零势无限场理论中被公开提起。大众可以对此理论保持同情和支持，也可以当做最新的科幻艺术来欣赏，但要理智和客观看待，不能与现实的科学应用相混淆。要以科学界给出的合理意见为准则做参考。 众所周知，二极管具有单向性，但是对其原理不好理解。不少人士希望通过利用二极管的单向性和电子微观热涨落来制造第四类永动机（麦克斯韦永动机），徐业林老前辈的“无偏二极管”是最典型的代表 ，因为他的实验测出了微电流，给人们留下了无限的想象。究竟二极管的单向性能否制成永动机，下面给出了一个二极管原理宏观建模来做类比探讨。
如图：

如果泵1抽水，水箱2中水位升高，会形成反制泵1的水压，如果泵1的压力不够，水箱2水位上升到一定程度就会停止，好比二极管反向不导通；
如果上述情况泵1的压力足够，水会以溢出的形式流通而不能按管路规矩地循环，相当于二极管被击穿失效，当然与二级管不同，在宏观这是可逆的；
如果泵2往上抽水，泵2抽的水位高，暂时需要维持的压力比泵1大，但是一旦水进入水箱1，水就会顺势流入水箱2，然后根据连通器原理流入水池3，阻力极小，形成有效循环，相当于二极管正向通路。
以上说明该单向水箱结构跟二极管具有相似的性质，下面对比徐业林老前辈用电子微观热涨落解释来解释无偏二级管（不一定正确），类比讨论该结构是否在不加泵的作用下通过水分子热涨落和其单向性形成永动循环机制。
考察水箱1上悬挂着的出水口，如果水分子能够通过热涨落从水池3经出水口跃入水箱1，水池1里的水分子也能跃入管内。显然，往下跃能100%跃入水箱1而往上跃入水箱的水因不一定能准确找到入口而回落的可能性很大，所以在这边是单向的。
再考查水箱2上的入水口，由于连通器原理，分子的出入是双向平衡的。
暂且只考虑以上分析，收集热涨落的单向循环是可行的，但这种效应很小，需要很多集成的并联才能显现出来。
但是这只是必要条件，考虑另一个限制——微观对热涨落具有一定存储性。比如
水箱1上悬挂着的出水口处的水分子需要结成水滴才能滴入水箱1，而水滴能够容纳很多水分之，这样会提高对热涨落的要求。不过电子的情况可能有所不同，因为据说徐业林证明了在零下一百多度下无偏二极管仍然存在电流。如果PN结在微观仍然存在单向性，无偏二极管违背热力学规律是未尝不可的。
以上分析过程不能说明无偏二极管是永动机制（无偏二极管电流也可能是扩散或吸收辐射等其他原因），其意义仅在于说明无偏二级管是成功的第四类永动机这个结论仍然未被证伪。希望第四类永动机作为一面旗帜，引导某些乐观派的有学之士继续对宇宙的更深层自制进行探索。下图为二极管原理对照图：


三个图片是改变物质的微观概率取向的实验设计。设计表明未能做成实验。实验设计对温度没有具体要求。在转化过程中，系统的温度低于环境的温度，不存在热损耗。它与机械损耗的本质——热损耗形成鲜明的对比。
实验设计1：图1麦克斯韦妖改成鳝笼的锥形结构。锥形结构发生形变而具有弹性势能，能自动复原而关门。分子所处A·B两个空间与分子撞击锥形结构的时间和位置有差异。使A空间的分子能撞开锥形结构，它的分子能进入到B空间；B空间的分子不能撞开锥形结构，它的分子不能进入到A空间。A·B两个空间的分子形成浓度差，分子能扩散做功。把热能转化为其它形式的能。整个系统中，A空间的分子不断地开门进入B空间和分子的不断地扩散、做功。两者都能使整个系统降温·吸热。整个系统热能能通过热传递得到补充。这样的带有锥形结构的“门”是理论上的，它在现实中却是很难实现。
实验设计2：图2中，水的密度e水小于溶液的密度el，溶液的浓度相同有：两个半透膜内水的渗透压大小相等，两个半透膜之内的压强不再只是液压，还有水的渗透压。两个半透膜的内外压强不同。在两个半透膜的之外，溶质的渗透压会在半透膜的作用下消失。两个半透膜具有对称性，它们产生的渗透压强的和为0。根据连通器原理有 ：e水g(h1+h2+h3)=e水gh2+elgh3+0。能形成高度差h1。利用高度差制成永动机并保持水的匀速流速为v 单位是m/s，水的横切面积是S/㎡。溶液因浓度差产生的压强与溶液的部分重力压强（el-e水）gh3的和为零。功率等于压强，面积，和速度的乘积，和能量转化。可以推出：热能转化为重力势能的效率为（el-e水）g*h3*v*S。它的效率也可以为e水g*h1*v*S。水的流进、流出，重力势能转化为其它形式的能，浓度差的增加，弥补了物质扩散、做功引起的浓度差的减小。物质扩散、做功、降，吸收环境的温度，弥补热能转化损失的热能。
实验设计3：用化学方法的原电池原理来分析 。图3：在硅晶体上进行蒸铝，再进行一次或多次电渡形成图3的结构。不同金属和P型半导体三者两两相连，形成原电池结构。在金属性不同的作用下，金属性强的带正电，金属性弱的带负电。带正电的金属容易从P型半导体中得到电子，使P型半导体发生还原反应，金属被氧化；P型半导体容易从带负电的金属中得到电子发生氧化反应，金属被还原。图3中，在不同金属形成的偏转电压的作用下：金属性较强的金属带正电容易从P型半导体中得到电子，P型半导体空穴增多，空穴产生扩散；P型半导体容易从金属性弱的带负电的金属中得到电子，P型半导体空穴减少，空穴产生扩散。空穴扩散导电相当于原电池中的离子导电。在电压和空穴扩散的作用下，金属与P型半导体的结点处，发生了化学反应。化学反应中，吸收的热量比放出的热量多，最后使整个系统的温度降低，拥有了从环境中吸收热能的能力。自由电子扩散导电与空穴扩散导电是靠化学反应进行连接的。化学反应产生了吸热和放热现象，使整个系统的温度降低的。最终形成了物质循环。在多个化学反应中，总反应的物质没有发生改变，产生了物质循环和能量变化，换句话说化学能没有发生改变。所以我们可以说，图3是把热能转化为电能，而不是化学能转化为电能。物理方法分析。在热电效应的作用下，即不同金属的自由电子的扩散能形成电压。在金属中，自由电子的速度和密度大的扩散后带正电，反之带负电。带正电的金属容易从P型半导体中得到电子，P型半导体的复合电子容易发生漂移现象；带负电的金属的自由电子与P型半导体的空穴容易产生复合现象。不同金属性的金属都能与P型半导体都发生漂移和复合现象。在漂移和复合中，我们所说的容易发生漂移和复合是指哪一个占主导作用。P型半导体中几乎没有自由电子。空穴导电和离子导电是不同于自由电子导电的导电方式。空穴导电和离子导电也是不同的。P型半导体能阻止自由电子扩散。在二极管的PN结中，P型半导体和N型半导体都有金刚石结构，它们相连产生了正向导通电压和反向击穿电压。导通电压一直存在。从伏安特性曲线，可以看出导通电压与PN结的宽窄有关。金刚石的键角是109度28分，二极管的由窄到宽，从电场力的分布和空穴在运动方向与电场力的夹角中分析，得出结论是导通电压与PN结的宽窄有关。图3中，因为不同金属能形成电压，并且金属与P型半导体形成的PN结，没有N型半导体的金刚石结构。所以金属性弱的金属与P型半导体能产生漂移，最终能形成比二极管窄很多很多的PN结，它需要的导通电压也就可以忽略不计，能直接降低P型半导体的空穴浓度（或者说，阻挡层很窄，窄到PN结近乎消失，自由电子和空穴能非常容易地发生复合，空穴浓度降低）；金属性强的金属与P型半导体形成的PN结，没有反向击穿电压，在电压的作用下，能直接发生漂移，空穴浓度增高。所以在图3中，在热电效应的作用下，形成的电压就很容易改变空穴的浓度而发生空穴导电。图3在热电效应的作用下，空穴扩散导电和自由电子扩散导电依靠金属形成的正电荷产生漂移和金属形成的负电荷产生复合的连接，实现热能向重力势能的转化和电子的循环。
版权申明：以上资料为第四类永动机及时空同性假说作者提供给大家探讨交流，一定程度上受李世豪同学“分子动能转化机设计”的启示。

『肆』 用半透膜可制造永动机吗

这个问题好像可以制造永动机，半透膜可以让浓度低的液体渗透到浓度高的液体，直到两边的液体浓度一样高，但你哪来那么多的浓度不一样的液体，而当把浓度高的液体渗透到浓度低的液体需要能量的。所以是不可以的

『伍』 高中生物实验 半透膜 与永动机的关系

我觉抄得你对为何会产生渗透这个问题还一知半解。
先来看漏斗下方的半透膜：它的一侧是清水，另一侧是糖水，清水中单位体积里的水分子数量要多于糖水中单位体积里的水分子数量，这个差别正是渗透的动力。因为水分子可以自由穿越半透膜，就单个水分子而言，它从清水进入糖水的平均速度等于从糖水进入清水的平均速度，但对众多的水分子而言，由于清水中水分子更密集，所以总的来说，清水进入糖水中的水分子更多，此即渗透。
再来看漏斗上方加另一个半透膜的情况：只要出水口不是太高（太高的话，重力迫使糖水中的水分子更快地进入清水这种对抗渗透的趋势将占上风从而阻止渗透），清水似乎一定会从上面的半透膜上溢出去，但其实它根本就不能从上面溢出并流下去！假设有清水铺满上面的那个半透膜的表面，那样就变成那里的清水反而要向下面的糖水中渗透了！所以，最多只能有薄薄的一层“低密度”的水覆在半透膜上，不可能再有更多的水渗出去使那层水的密度升高达到普通水的程度！达到普通水的密度，清水就会倒流回糖水中了。

『陆』 为什么 不能制造永动机（是物理专家的进）

永动机理论：这种机器能源源不断地输出能量或动力，却不需要消耗任何外界的能量。人们曾设想如果能制成永动机，在不消耗任何自然资源的情况下，它就能获得无限动力。

依据：

1、热力学第一定律（能量守恒定律）：能量既不会凭空产生也不会凭空消失，它只会从一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式转化为另一种形式，而在转化或转移的过程中，能量总量保持不变。

2、热力学第二定律：不可能从单一热源吸取热量，并将这热量完全变为功，而不产生其他影响。

所以在工作原理上，永动机的设想是违背热力学基本定律的，所以根本不可能实现。热力学的四个基本定律在自然科学中是最为坚实的定律，是几百年来科学技术与经验的结晶，至今为止，我们还没有发现一例违反热力学基本定律的案例。

而人们幻想的永动机可分为两类：第一类是违反热力学第一定律的永动机、第二类是违反热力学第二定律的永动机。

违反热力学第一定律的永动机：

热力学第一定律（即能量守恒和转换定律）揭示的是：“自然界中物质的能量可以从一种形式转变成为另一种形式，也可以从一个物体传递给另一个物体，但是在转变或传递过程中能量总和保持恒定。”而“第一类永动机”的工作原理就是不消耗能量就可以做功，与第一定律是相悖的。此类永动机的代表作是达·芬奇设计的永动机，该装置奢望利用不均衡的力矩作用，来使轮子绕中心轴转动，而且能源源不断地输出动力。但是，在某一确定的位置，由于所有圆球产生的力矩正好能够相互抵消，因此该装置根本就无法实现想象中的“永动”。在以后的时间里，大量设想利用浮力、电磁力、惯性力或毛细作用的第一类永动机制作实验相继宣告失败。早在1586年，荷兰科学家斯蒂文在《静力学基础》一书中就明确指出，利用力学方法无法制成永动机。

违反热力学第二定律的永动机：

第二类永动机是仅从一个能量源获取一定的动力，并永远运转的一种装置。此类永动机的代表作是美国发明家甘姆埃设计的以液氨为工作介质的“零度发动机”。该装置的工作原理是：液氨从周围环境中吸取热量，汽化后体积膨胀，推动活塞，将推动力输出，然后再自动凝结，放出热量给周围环境。在整个循环过程中，能量是守恒的，不违背第一定律，而且由于能量转换，输出的功，最终也以热量的形式释放给了环境，这样，环境的能量就能取之不竭了。上述的过程循环往复进行下去，就可以源源不断地做功了。这个设计看上去貌似可以实现，但与热力学第二定律却是相悖的，因此，实验当然没有成功，也是无法实现的幻想。

而热力学第二定律揭示的是：不可能从单一热源取热并将其完全转换为功，而不对环境造成影响。热力学第二定律强调的是热量传递过程的方向性，尽管热量能够自发地从高温物体转移到低温物体，但这个转移的过程却必须耗损一定量的功。而甘姆埃的“零度发动机”却是一种从单一的热源获得热量，并将其转换为功的机械，液态氨从高温环境中吸热、气化的过程能够自发进行，但气态氨的凝结放热过程却不能自发实现，它必须有一个比环境温度低的冷源，而要想维持这个冷源，就需要消耗一定的能量，因此该装置的“永动”也是无法实现的。

科学事迹：1775年，法兰西科学院非常郑重地通过了一项决议，那就是永远不接受永动机的申请。《法兰西科学院的历史》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，以及表现永恒运动的任何机器。”并做出如下解释：建造永动机是绝对不可能的，即便是中间的摩擦和阻力最终不至于破坏原来的动力，这个动力也不可能产生等同于原来的效果；再如，假设动力可以连续起作用，在一定时间之内，其效果也会是无限变小的。假如摩擦和阻力减少，初始的运动往往可能得以继续，但它却不能对其他物体作用。在这种假设（自然界不可能存在）中，唯一可能的永恒运动对实现永动机建造者的目的是毫无用处的。

(6)半透膜制成永动机扩展阅读

热力学第三定律：通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零， 或者绝对零度（T=0K）不可达到。

R.H.否勒和E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式：任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0K，称为0K不能达到原理。

『柒』 永动机：两端有半透膜的玻璃管内装入高渗溶液,将管子放入清水中是否可以做成永动机

渗透的条件是两侧有浓度差,此题中,当半透膜两侧液体浓度相等时,即不再发生渗透现象.所以不能制成永动机.

『捌』 用“半透膜”能制造出永动机吗

牛顿上你身了吧，我支持你，试一试

『玖』 用磁铁与电机的转子发生相互作用而制成永动机的方法可行吗

永动机不存在的。