“毛细管永动机”剖析

“毛细管永动机”剖析

引用

科学网

1.

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永动机一直是人类的梦想，但根据能量守恒定律，永动机是不可能实现的。本文将从物理学的角度，剖析一种基于毛细现象的"永动机"设计，揭示其违背自然规律的本质。

毛细现象基本原理

弯曲液面的附加压力可产生毛细现象。把一只半径一定的毛细管垂直插入某液体内，毛细管内液面高度与管外液面高度通常不同。参见图1所示：

图1. 毛细现象示意图

图1中，h代表毛细管内液面上升高度；R为弯曲液面的曲率半径；r为毛细管的半径；θ为接触角。

则：Δp=2γ/R=ρgh （1）

式（1）中Δp代表弯曲液面的附加压力；γ代表液体的表面张力；ρ代表液体的密度；g代表重力加速度，g=9.80m/s2。

由式（1）可得：

（2）

由式（2）可知：毛细管内液面上升高度h，与液体表面张力γ成正比；与毛细管半径r及液体密度ρ成反比。

毛细管"永动机"

毛细管永动机示意图参见图2所示：

图2. 毛细管永动机示意图

图2中h代表毛细管内液面上升高度。由图2可知，毛细管滴落的液滴，带动转子旋转，可连续对外做功；直至液面C降至B点为止。

毛细管"永动机"设计剖析

事实上，毛细管"永动机"设计不可能成功，毛细管内液面上升高度恒小于毛细管自身（垂直）长度。的确液体表面张力及弯曲液面的附加压力，较好解释了毛细现象；但该解释不应该是唯一解释。需明确：无论何种解释均不能违背自然规律。

结论

⑴毛细管"永动机"设计违背了自然规律；
⑵除了弯曲液面的附加压力，毛细现象应该还有其他解释。

参考文献
[1]天津大学物理化学教研室编. 物理化学（下册, 第四版）.北京：高等教育出版社.2001,12:158