永動機

　　不需要消耗任何能源或隻需從單一熱源吸取熱量，就能源源不斷地對外提供有用功的理想動力裝置。多少年來，許多人包括一些極具創新思想的科學傢和工程師，為實現製作永動機的夢想付出瞭大量的勞動，但都以失敗告終。近代科學技術的發展證明，這類永動機是不可能製成的，因為它們違反瞭熱力學第一定律和熱力學第二定律。

　　人們把不需要消耗任何能源，就能源源不斷地對外提供有用功的理想動力裝置稱為第一類永動機。如果這類永動機得得以制成，就可完全擺脫長期困擾人類的能源問題。但這種能無中生有和效率等於無窮大的熱機是制不成的，因為它違反瞭熱力學第一定律，違反瞭能量守恒和轉化定律。因此，1775年法國科學院就曾明確宣佈以後不再接受審查任何有關永動機的設計。

　　人們把能在無溫差情況下從單一熱源吸熱，使之全部變為有用的功而不產生其他影響的理想動力裝置稱為第二類永動機。雖說這類永動機的效率不再等於無窮大，但仍等於100%。倘若能夠制造出這類永動機，就可以一些巨大的物質系統諸如大地、大海和大氣作為熱源，從中源源不斷地獲得有用的機械運動的能量做功。如已知地球上約有10¹⁸噸海水，若能使其溫度降低1度，約可釋放出4.18×10²⁴焦的熱量，這相當於燃燒10¹⁴噸煤得到的熱量。但這類永動機是做不成的，因為它違反瞭建立在熱功轉換不可逆性基礎上的熱力學第二定律開爾文表述。實踐證明熱功轉換是不可逆的：功轉化為熱是可自發地進行，但逆過程即熱轉化為功是不可能在外界不產生其他影響的情況下自發地進行。磨床的砂輪在切斷電源後轉速會逐漸減低，直到完全停止；砂輪的動能在克服輪軸與軸承間以及輪表面與空氣間的摩擦力做功而轉化為熱，被周圍空氣吸收，砂輪失去的動能在數值上等於空氣獲得的熱量，這是遵從熱力學第一定律的，這種功轉化為熱的過程是可自發進行的。但逆向的熱轉化為功的過程，即周圍空氣冷卻使砂輪重新旋轉起來是不可能自發進行的，盡管此過程也不違反熱力學第一定律。對大量熱機循環的觀察和分析後得到結論：不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變為有用的功而不產生其他影響。這就是熱力學第二定律的開爾文表述，它否定瞭任何制作第二類永動機的可能性。