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趣味物理学
1.7.12 5.12 凭空臆想的“永动机”
5.12 凭空臆想的“永动机”

图5-14在许多谈论“永动机”的书籍中被当作真正的“永动机”,它的大致原理如下:一个装有油或水的容器放一批大灯芯,灯芯的上端放入上面的一个容器里,于是油或水会被灯芯吸引到上面去。如此重复,让第二批、第三批……灯芯,一层又一层地把油或水运送到更高的容器里。在最高层容器里有一个导管,可以让油或水流下去。导管下有一个叶轮,以便流下去的水能冲击其叶片,使之转动。而从导管流出来的油或水随后又汇集在最下面一层容器中,又被灯芯吸到最上层。就这样,最上层会有源源不断的油或水流下来冲击叶轮,叶轮也随之会不停地转动下去……

图5-14 臆想的转轮

这真是一个“天才”的构想。可是,如果设计这种永动机的构想者们能花点儿时间把这种“永动机”制造出来的话,那么他们肯定会很失望,因为不但轮子不会转动,而且连一滴油或水也不会被运送到最高层的容器里!

其实道理很简单,我们根本用不着大费周折地制造这种“永动机”。想一想,凭什么设计者能认定油或水能被灯芯送到高处,而后又会从高处流下来呢?如果说灯芯对液体的毛细作用力大于液体本身的重力的话,它把液体送到高处后,又怎么会让液体流下来呢?就算液体能从灯芯里流下来,那么它们又会顺着灯芯流回到下层的容器。

随便说一下,由这种凭空臆想的永动机让我想起1575年的水力机。这台具有所谓“永恒动力”的机器是当时意大利机械师斯脱拉达·斯泰尔许发明的(图5-15):一只螺旋抽水机把水抽到上面的槽里,然后水从上层水槽的一个导管流下来,流水冲击下方的一只水轮,使水轮动(图5-15右下侧)。而水轮通过齿轮传递又带动螺旋抽水机,同时也推动连在一起的磨刀石转动。而螺旋抽水机转动后,又会把水继续抽到上面去。简单地说,就是螺旋抽水机转动水轮,而水轮反过来转动螺旋抽水机,如此循环反复!如果这类机器能转动的话,我们当然可以设计出更为简单的“永动机”:将一根绳子穿过一个定滑轮,绳子两端各放一个砝码,当然这两个砝码要一样重。当一个砝码落下去时,另一个砝码被提升了起来。这个提升起来的砝码又会落下去,将第一个砝码提升起来。如此来,它们彼此会不停地上下运动。这种“永动机”的设计难道不更简单吗?

图5-15 古人设计的转动磨刀石的水力永动机结构图