实战宝典 原创大赛 仪器问答 仪友会 总帖：8041564今日发帖：259 我的社区 签到
快速导航 采购仪器 提醒
物理知识
版主:
入住本版
专家:
居民列表

主题：【原创】新型热机改变内部热容发现新的热动力原理（修改）

浏览0 回复34 电梯直达
liuyong111111
头像
结帖率：
100%
关注：0 |粉丝：0
新手级： 新兵
发表于：2011/01/08 13:52:43 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊


修改稿刘勇chaodao2020@yahoo.cn 

源自科技创新导报2010年25期

摘  要：新型理想热机是在卡诺热机的内部增加了固体物质的热机，这样可以归纳一个把单一热源的热量转化为有用功的逻辑形式：热机在循环过程中放入或取出固体物质可以改变内部热容，因此，它能够在循环中不断地把单一热源之中的热量转化为功输出，并且留下把固体留在高温之中的痕迹。然而，热机直接利用其内部固体物质的热胀冷缩等对外做功，也有改变其内部热容的效果，所以，它能够在循环中不断地把单一热源之中的热量转化为功输出，并且不留下任何痕迹。结果热机不仅把热量完全转化为功输出，同时产生消除熵的效应。分析首次发现了自然界还存在一个热动力原理。

关键词：卡诺热机  卡诺定理  查理定律  热力学第二定律  P—V图



1新型理想热机

图1是新型理想热机或系统。系统内部分为两部分：上部装有活塞，活塞下面装有理想气体，中部是一块导热良好的隔板把系统隔开为上下两部分，下部装有固体物质。可见，新型理想热机就是在卡诺热机的下部增加了固体物质。

       

图1 新型理想热机

卡诺热机的内部增加了固体物质后，我们可以利用固体物质随意改变它的内部热容。当卡诺热机没有增加固体物质时，其内部热容为理想气体的热容Cr气。然而在增加了固体物质后，其内部热容变为理想气体的热容Cr气和固体物质的热容Cr固之和即: Cr气 + Cr固

卡诺热机内部增加了固体物质后再进行绝热膨胀或压缩过程时，其内部的温度变化△T与活塞运动距离S的关系为：△T=k×S× P÷Cr（式中△T温度变化，K：k关系常数：S活塞运动距离,m：P压强，kgf / m2：Cr内部热容，kJ/kg·℃。）令温度变化△T时，其内部热容Cr越大，要求活塞运动距离S越大。理想气体压强P越大，则要求活塞运动距离S越小。

如果再利用固体物质来改变卡诺热机的内部热容，可以使膨胀与压缩两条绝热线相交：首先，取卡诺热机置于低温T2之中，在它的内部增加固体物质，使其内部热容Cr变大为理想气体热容Cr气的4/1k倍（k关系常数）。让其从低温T2状态{P2、V2、T2}开始进行绝热压缩过程达到高温T1状态{P1、V1、T1}，设定活塞压缩运动距离为1米。先让其在高温热源T1之中进行高温恒温膨胀取热输出功，令活塞膨胀1/2米的运动距离。之后，把卡诺热机内部的固体物质取出，使其内部热容变小恢复到理想气体的热容Cr气。这时再让其从高温T1{P1/2、V1/2、T1}开始进行绝热膨胀过程，因为卡诺热机的内部热容变得很小，只有绝热压缩过程Cr的1/4k倍，那么活塞膨胀只需1/2米余下的运动距离，最后就能够回到低温T2始态{P2、V2、T2}上复原。由于它复原过程中存在高温恒温膨胀取热输出功。整个循环工作中其膨胀过程输出功大于压缩过程耗用功，所以，热机改变内部热容就能够从单一热源T1中取热输出有用功。在这个方式中热机能够复原，它获得的效率逻辑上大于卡诺热机效率η，却留下了把固体物质留在高温之中的痕迹

然而，热机在绝热循环过程中直接利用内部固体物质的热胀冷缩等物理性质来对外做功，也有改变热机内部热容的效果，这样不会留下任何痕迹：其压缩过程对外做功等于增大热容的温度变化，而膨涨过程对外做功等于减小热容的温度变化。使其膨胀与压缩两条绝热线相交。结果热机不仅输出了有用功，同时还产生消除熵的效应。所以：热力学第二定律结论不成立。

2新的热动力原理

新型理想热机简称新型热机，它在单一热源之中存在恒温膨胀过程、恒温压缩过程、绝热膨胀过程、绝热压缩过程。在这4个过程进行循环工作中，从逻辑上来提出新的热动力原理十分简单：就是新型热机在无摩擦和准静态条件下进行循环工作过程中，同时利用热机内部固体物质的热胀冷缩等物理性质对外做功，这时，新型热机不仅把热量转化为功输出，同时产生消除熵的效应。注意；关于利用固体物质的热胀冷缩来做功的方法是已有的经验。本文之中的准静态过程要同时利用热机内部固体物质的热胀冷缩等物理性质对外做功，它和可逆过程有区别。以下分析我们就来揭示新型热机的热动力原理。



图[1—1]新型热机的绝热可逆膨胀和绝热可逆压缩过程

图[1—1]所示，图1的新型理想热机从某一始态{P2、V2、T2}进行绝热可逆压缩过程a’达到某一终态{P1、V1、T1}后，再进行绝热可逆膨胀过程a。结果正好以相反的顺序重复绝热可逆压缩过程，从某一终态{P1、V1、T1}再回到某一始态{P2、V2、T2}上复原。但是在无摩擦和准静态条件下，图1中的新型热机进行绝热循环过程中，同时利用热机中固体物质的热胀冷缩等物理性质对外界做功，把热机内的热量转化为功输出，结果就不同于绝热可逆过程。把图1之中的固体物质用没有弹性的金属螺旋装置替代，使金属的热胀冷缩出现更多的胀伸或收缩表现对外做功，金属中心点固定在热机内部，其热胀冷缩变量为：△L=  α×△T×L 其中：△L是长度变化，m：α是线膨胀系数,m／mOC:△T是温差, OC:  L是长度, m 。热机外面可以想象是金属胀伸推动或收缩拉动的齿轮做功装置。



图2  新型热机的绝热压缩过程始态        图3  新型热机的绝热压缩过程终态

（1）见图2和图3所示，设新型热机从某一始态开始分别进行绝热准静态压缩过程或者可逆压缩过程，压缩一定体积V达到某一终态。热机得功-W (热机得功为负,做功为正、J)，其内能增加，由于内能是温度的函数，使内部温度升高变化如下:

（A），热机进行绝热准静态压缩过程，同时利用热机内部金属的热胀性质对外做功w。那么，热机从外界得功为 -W，由于金属同时又对外做功为w，内能增加实际上要小些为：△U准静态= -W +w，热机温度变化为△T’1。

（B），热机进行绝热可逆压缩过程，由于不利用热机内部金属的热胀性质对外做功。那么，热机从外界得功-W，这样内能增加为：△U可逆= -W，热机温度变化为△T1，

比较（A）、（B）内能变化为：△U准静态＜△U可逆，因此△T’1＜△T1。可见绝热压缩过程热机利用内部金属的热胀对外做功w等于增大热机的内部热容。

再把新型热机绝热准静态压缩过程从始态到终态的P—V线，与它的绝热可逆压缩过程从始态到终态的P—V线放在P—V图上比较。



图4  新型热机分别进行绝热准静压缩过程和绝热可逆压缩过程的P-V线比较

图4的P—V图，表示新型热机从某一始态开始压缩一定体积达到某一终态，热机分别经过绝热准静态压缩过程b和绝热可逆压缩过程a’的P—V图。根据查理定律P=nKT（式中P为压强，kgf / m2；n为气体密度，g/L；K为常数；T为温度，K），新型热机经过绝热准静态压缩过程b要利用内部金属的热胀性质对外做功，或者绝热可逆压缩过程a’不利用内部金属热胀性质对外做功，这两种绝热压缩过程分别压缩相同的体积，达到终态时，气体的密度n相同，只有温度T不同。所以，在图4中，新型热机在绝热准静态压缩达到终态时的压强就要小于它在绝热可逆压缩达到终态时的压强。因此，热机经过绝热准静态压缩过程的P—V线b比热机经过绝热可逆压缩过程的P—V线a’来得平一些。



图5新型热机从终态进行绝热膨胀过程    图6 新型热机绝热膨胀回到始态复原

（2）见图5和图6所示，设新型热机再从终态开始分别进行绝热准静态膨胀过程或者可逆膨胀过程，膨胀一定体积V回到始态。热机做功W，其内能减小，由于内能是温度的函数，使热机内部温度降低的变化如下：

（C），热机进行绝热准静态膨胀过程，同时利用热机内部金属的冷缩性质对外做功w。热机对外界做功为W，由于金属同时也对外做功为w，内能减小实际上更多一些为： △U准静态= W +w，热机温度变化为△T2’。

（D），热机进行绝热可逆膨胀过程，由于不利用热机内部金属的冷缩性质对外做功，热机对外界做功W，这样其内能减小为：△U可逆= W，热机温度变化为△T2。

比较（C）、（D）内能变化为：△U准静态＞△U可逆，因此△T2’＞△T2。可见绝热膨胀过程热机利用内部金属的冷缩对外做功w等于减小了热容。

再把新型热机绝热准静态膨胀过程从终态回到始态的P—V线，及其绝热可逆膨胀过程从终态回到始态的P—V线放在P—V图上比较。



图7  新型理想热机分别进行绝热准静态膨胀过程和绝热可逆膨胀过程的P-V线比较

见图7的P—V图所示，其中表示热机从终态开始，膨胀一定体积V，热机分别经过绝热准静态膨胀过程c和绝热可逆膨胀过程a回到始态的P—V图。根据查理定律P=nKT可知，在图7中，新型热机经过绝热准静态膨胀回到始态的压强就要小于它经过绝热可逆膨胀回到始态的压强。因此，热机经过绝热准静态膨胀过程的P—V线c比热机经过绝热可逆膨胀过程的P—V线a来得陡一些。

需要说明的是：新型热机在绝热准静态膨胀过程中的P—V线c所围成的梯形面积只是热机对外界所做的膨胀功，不能表现热机利用金属的物理性质对外界做的那部分功。所以在图7中的P—V线c用虚线表示。从以上在P—V图上的分析结果可见, 新型热机在绝热准静态压缩膨胀循环过程中不仅利用了金属的物理性质对外界做了有用功，同时消除了熵——温差增大。

3  新型热机的循环工作

以下为新型热机的循环工作过程在P—V图上的表现。见图8的P—V图，其中以绝热可逆过程的P—V 线a’、a作为参照。开始，新型热机从某一始态A点{P2、V2、T2}进行绝热准静态压缩。由于同时利用了热机内金属的热胀物理性质对外做功，已知其绝热线b来得（比a’）平一些。达到终态B点{P1、V1、T1}后，同时消除了熵——温差增大。为了使热机能够回复到始态A点{P2、V2、T2}上，就先要进行部分体积的高温恒温可逆膨胀达到B’点，（B’点取决于金属的物理性质对外做功的量），然后再从B’点进行余下部分体积的绝热准静态膨胀。由于同时利用热机内金属的冷缩物理性质对外界做功，所以其绝热线c（虚线）来得（比a）陡一些。最后正好回到始态A点上{P2、V2、T2}复原，从而在P—V图上构成了循环。



图8  新型理想热机的循环工作过程



参考文献

[1] 印永嘉、李大珍编：《物理化学教程》，高等教育出版社，1990年修订本。

[2]  靳海芹 ,王筠.热机及其效率研究[J] .湖北第二师范学院学报,2009,26( 8)

[3]董艳红.卡诺定理的证明[J] .佳木斯大学学报(自然科学版),2009,27(4)

[4]路俊哲 ,吴建琴 ,马晓栋.关于熵的理解上的几个问题[J].新疆师范大学学报(自然科学版),2007,26（1）

[5]李勇,熊琨.准静态过程中p-V图的应用浅析[J].中国科技博览,2009(26).

[6]吴建琴,马晓栋.循环过程的基本特征[J] .新疆师范大学学报(自然科学版),2008(2).

[7]孟振庭.热量概念的进一步探讨[J].陕西师范大学学报(自然科学版).

[8]日本新技术情报志[R].1983(10).

[9]徐业林.单一室温环境获得能量的实验与研究[M]. 第一版.科学出版社,1988
为您推荐
近期热榜
热门活动
您可能想找: 气相色谱仪(GC) 询底价
选参数 看心得 找厂商 查方案
专属顾问快速对接
立即提交
可能感兴趣
liuyong111111
liuyong111111
结帖率：
100%
关注：0 |粉丝：0
新手级： 新兵
2011/1/8 14:00:48 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
“新型热机改变内部热容发现新的热动力原理”同时证明卡诺定理和热2律不成立，我能力偏科不全面，茫茫人海中邀请有引导走出国门的物理研究学者共同完成，您的经验和我分享。按照理解：如果推翻了热力学第二定律，那么应该向国际学术期刊报告自己的结果，让各国科学家都来重复、验证，。联系我chaodao2020@163.com。
赞贴
0
收藏
0
拍砖
0
举报
2020/4/9 20:31:00 Last edit by liuyong111111
hugh
hughligq
结帖率：
100%
关注：0 |粉丝：0
新手级： 新兵
2011/1/8 16:04:41 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
有点永动机的味道！
赞贴
0
收藏
0
拍砖
0
举报
yuduoling
yuduoling
结帖率：
100%
关注：0 |粉丝：0
新手级： 新兵
2011/1/9 11:14:08 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
多谢分享。
赞贴
0
收藏
0
拍砖
0
举报
liuyong111111
liuyong111111
结帖率：
100%
关注：0 |粉丝：0
新手级： 新兵
2011/1/26 8:57:19 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
“新”文是在没有任何假设条件下揭示新的热动力原理并且证明卡诺定理和热2律不成立
赞贴
0
收藏
0
拍砖
0
举报
2012/1/18 11:01:44 Last edit by liuyong111111
It`s me
foumy
结帖率：
100%
关注：0 |粉丝：0
新手级： 新兵
2011/1/28 19:42:37 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
看着挺复杂的奥。
赞贴
0
收藏
0
拍砖
0
举报
liuyong111111
liuyong111111
结帖率：
100%
关注：0 |粉丝：0
新手级： 新兵
2011/2/9 21:08:39 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
徐业林发明的无偏二极管。如果制作成为手机电池以后手机可以不用充电可长期实用，其价值意义都十分重大。不知道那个公司有意真心制作不充电的手机电池，希望有能力的朋友支持，帮助寻介绍有条件进取的研究者或单位合作完成无偏二极管的改造。今后帮助者在新工业中可分享回报。
赞贴
0
收藏
0
拍砖
0
举报
2012/1/18 10:59:56 Last edit by liuyong111111
〓疯子哥〓
madprodigy
结帖率：
100%
关注：0 |粉丝：0
新手级： 新兵
2011/2/9 21:52:13 7楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
没太看明白楼主的文章要表达的问题，是说明永动机可以研制的么还是什么？
赞贴
0
收藏
0
拍砖
0
举报
liuyong111111
liuyong111111
结帖率：
100%
关注：0 |粉丝：0
新手级： 新兵
2011/2/10 19:44:19 8楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
无偏二极管，只有从原理上得到认可，才能说他是正确的， 大家理解了无偏二极管的工作原理才能真正不认为它是伪科学的。责备何祚庥先生虽说他是敢作敢为却不负责任。

卡诺热机证明气体与固体遵守不同的的热动力原理
刘勇 源自：科技创新导报2012年10月28期
摘 要：热量向低温传导和固体的热胀冷缩都是经验与事实，发现了固体的热胀冷缩等物理性质可以使单一热源的热量转化为有用功，同时产生温差。由于新的热动力原理与热力学第二定律的实现途径不同，逻辑上是共存关系。运用卡诺热机能证明气体与固体分别遵守不同的热动力原理。
赞贴
0
收藏
0
拍砖
0
举报
2012/11/24 12:50:04 Last edit by liuyong111111
liuyong111111
liuyong111111
结帖率：
100%
关注：0 |粉丝：0
新手级： 新兵
2011/3/5 8:54:38 9楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
愿意帮助我的朋友
联系我chaodao2020@yahoo.cn。
赞贴
0
收藏
0
拍砖
0
举报
2011/12/19 12:45:16 Last edit by liuyong111111
戈壁明珠
zongguitang
结帖率：
100%
关注：0 |粉丝：0
新手级： 新兵
2011/3/6 15:55:01 10楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
楼主说的这个原理推翻了热力学第二定律，也推翻了卡诺热机的热效上限，是否因此能有新型高效的内燃机出现还是直接就有永动机出现？
赞贴
0
收藏
0
拍砖
0
举报
手机版： 新型热机改变内部热容发现新的热动力原理（修改）
猜你喜欢最新推荐热门推荐更多推荐
头像
高级回复 发表评论
品牌合作伙伴
岛津
日立科学仪器
珀金埃尔默仪器（上海）有限公司（PerkinElmer）
日本电子株式会社
丹纳赫
安捷伦
赛默飞世尔科技
普析通用
欧波同
天美
天瑞仪器
德国耶拿
海能技术
马尔文帕纳科
磐诺科技
上海仪电科仪
梅特勒托利多
聚光科技
莱伯泰科
盛瀚
多宁生物
丹东百特
科哲
卓立汉光
屹尧科技
华谱科仪
宝德仪器
优莱博
HORIBA
布鲁克核磁