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永动机不存在:超风速车符合经典热力学定律

(2022-02-05 16:49:18) 下一个

最近, 在茶坛与走廊都看到了这个类似杠杆原理与永动机的贴, 贴主还声称这一设计违反了热力学第一与第二定律, 并证明了永动机的可能。 我花了点时间通过一些视频和资料学习了DDWFTTW的物理原理, 自觉把这件事大概搞清楚了,结论是这辆车的确能只靠风速, 并且能比风速跑得快,但是完全符合经典热力学定律。  这个设计还进入了2013年美国物理奥林匹克竞赛半决赛。  在这里希望可以用简洁明了的语言与图示来把这件事解释清楚。  

起因:

DDWFTTW是一个完全借助风能推动的”汽车“, 并且比风速还快,源于2006年Rick Cavallaro用智力题在网上发起的争论。  借此说明网上争端还是有可能有益处的:) 一个MIT教授在2009年证明了可能的设计。    后来一个加州大学洛杉矶分校的教授不服,跟Rick打赌一万美金,输了。  Google赞助了这辆车的建造,名叫黑鸟(Black Bird)。

设计与原理

如下图所示, 黑鸟的设计很简单: 就是一辆车,上面栓了螺旋桨(作用更像是风扇),靠风速推动。  由于风扇在转动, 虽然车比风速快, 但是风扇的转动使得风扇局部产生了气压差 (空气动力学原理), 并产生了向前推的动力, 使得车继续加速。

三,黑鸟符合热力学第一定律,能量守恒。

乍一看, 车比风跑得还快时还加速, 那不是没有能量的投入就产生了更大的动能吗? 实际上,车虽然跑得比风还快,但是由于巧妙的运用了空气动力学, 仍然是把风能转化为了车的动能。 为了帮助理解特别说明一下: 风扇局部的风速也不是标识的10m/s .

四,黑鸟不是永动机,符合热力学第二定律。 

永动机的定义是在一个密闭的系统永动。  黑鸟虽然可以加速, 但它不是密闭系统, 由外界的风输入能量。  总体来说符合热力学第二定律。

五, 总结。

本文为了简明, 忽略了很多细节。 有兴趣的同学请参考2013年美国物理奥林匹克竞赛半决赛第十页起的讲解。   最后再次强调, 在没有足够知识储备和训练的前提下,不要随便挑战科学界, 更不要随便说科学界洗脑。  如果认为有矛盾, 需要潜心学习, 虚心请教, 99.99999999999999%的情况下会发现是自己不懂。 

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