這世界上如果有永動機(jī)就實(shí)在太好了。我們用不著費(fèi)多大的力，只要做一些永動機(jī)在那里運(yùn)轉(zhuǎn)，然后就坐享一勞永逸的幸福。這個想法實(shí)在是癡人說夢。
其實(shí)，我在很年輕的時候，有相當(dāng)一部分時間，都在設(shè)計(jì)一種我認(rèn)為十分奇特的機(jī)器：“永動機(jī)”。那是我看了一本叫《趣味物理學(xué)》的書，上面描述的一些物理現(xiàn)象和人們對物理現(xiàn)象的一些奇妙猜想和對未來世界的美好憧憬。當(dāng)時我也天真地投入到這種憧憬中。我對比書中介紹的方法，想用書中別人沒有想到的方法去設(shè)計(jì)一種“不會失敗的方法”以期做成可以實(shí)際運(yùn)用的永動機(jī)。當(dāng)然，大家都知道，不管用什么巧妙的方法，永動機(jī)的確是不可能實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)槟芰渴遣豢梢詿o中生有的。
不過我得感謝那本書，把我引進(jìn)了一扇研究能源的大門。我在對“永動機(jī)”的空想中，深刻地理解了能量守恒定律，以及關(guān)于能量的一些性質(zhì)：能量是一種很奇特的東西，它與世界萬物都有千絲萬縷的聯(lián)系。我不知道如果沒有能量是不是沒有物質(zhì)，但我知道：如果沒有能量，就肯定不會有生命。
我在對能源的研究中（能量就是能源，它是描述能源的物理量），對地球表面大氣中、水中或地下土壤中的低溫?zé)崮芎芨信d趣。因?yàn)椋鞣N形式的能量，不管是太陽能（風(fēng)能，水能和大氣中的熱能以及樹木，煤炭，石油，天然氣都是太陽能的范疇），地?zé)崮埽幽埽毕艿鹊龋詈蠖紩優(yōu)榈蜏責(zé)崮軆Υ嬖谒鼈儺?dāng)中。如果我們將這些能量回收起來利用，就解決了能量的循環(huán)使用問題，我們將不再大量開采地下礦物能源，而只需無數(shù)次地循環(huán)使用已經(jīng)獲得的這些能源就行了。
所以我主攻的是低溫?zé)崮艿幕厥绽谩?/p>
在熱力學(xué)中有三個定律，我從網(wǎng)絡(luò)上摘錄如下：
熱力學(xué)第一定律：如果一個系統(tǒng)與環(huán)境孤立，那么它的內(nèi)能將不會發(fā)生變化。引申得到，體系的內(nèi)能變化等于它從環(huán)境吸收的熱量與環(huán)境在其之上做功的總和。(delta)U=(delta)w+(delta)q
熱力學(xué)第二定律有幾種表述方式：
克勞修斯表述：熱量可以自發(fā)地從較熱的物體傳遞到較冷的物體，但不可能自發(fā)地從較冷的物體傳遞到較熱的物體；
開爾文-普朗克表述:不可能從單一熱源吸取熱量，并將這熱量變?yōu)楣Γ划a(chǎn)生其他影響。
熵表述：隨時間進(jìn)行，一個孤立體系中的熵總是不會減少。
熱力學(xué)第三定律：通常表述為絕對零度時，所有純物質(zhì)的完美晶體的熵值為零。
在第一定律中，主要說的是一個孤立的系統(tǒng)，如果它的溫度與外界環(huán)境的溫度相同，外界就不可能將能量傳遞給它。但如果外界溫度高于系統(tǒng)，熱能可以從溫度較高的環(huán)境轉(zhuǎn)移到溫度較低的這個系統(tǒng)中。它的內(nèi)能的增加等于環(huán)境對它所做的功。
在第二定律中，說的是熱量可以自發(fā)地從較熱的物體傳遞到較冷的物體，不能自發(fā)地從較冷的物體傳遞到較熱的物體。這個道理我們可以用水的流動原理來理解：水可以從高處流動到低處，但不能從低處流動到高處，既然不能流動，當(dāng)然不可能做功了。
還二定律中還說：不可能從單一熱源吸取熱量，并將這熱量變?yōu)楣Γ划a(chǎn)生其它影響。
第三個定律好像是關(guān)于絕對零度的，我們暫且不去研究。
在熱力學(xué)第二定律中，“不可能從單一熱源吸取熱量，并將這熱量變?yōu)楣Γ划a(chǎn)生其它影響。”這句話很關(guān)鍵：它告訴我們，在單一溫度下，不管溫度有多高，都不存在吸熱與放熱這些現(xiàn)象，熱量就不可能進(jìn)行傳遞。比方說，我們在30攝氏度的室內(nèi)，想要把一盆30攝氏度的水進(jìn)行冷卻，使水里面的能量變少，就絕對做不到。但是，當(dāng)我們把一個電冰箱放在同樣是30攝氏度的室內(nèi)，并且把30攝氏度的水放進(jìn)去。如果不通上電源，冰箱當(dāng)然不能將里面的水進(jìn)行冷卻。但是，在“產(chǎn)生了其它影響”的情況下，那就可以做到了，在冰箱中‘單一溫度’的‘水’里的的能量，經(jīng)過壓縮機(jī)及管道系統(tǒng)的工作過程，將會變成兩種不同的溫度，因而完成熱量的傳遞。即：當(dāng)介質(zhì)在高溫時（約40-50度）流經(jīng)冰箱外殼的散熱器，將熱能散發(fā)到30攝氏度的室溫中；而當(dāng)介質(zhì)被膨脹器由高壓變?yōu)榈蛪簳r變成低溫而流經(jīng)冰箱內(nèi)的吸熱管（蒸發(fā)器）時，低溫就保存在了冰箱內(nèi)，吸收水中的熱能，直到水的溫度與吸熱管溫度相同。這就達(dá)到了將能量傳遞出‘冰箱外’的目的，其實(shí)這就是熱泵的原理。熱泵是不是違背了‘不可能從單一熱源吸取熱量...’這一原理？顯然不是，因?yàn)槲覀兪窃凇爱a(chǎn)生其它影響”的情況下，用機(jī)器和電力來做到的。它一沒有用到熱力學(xué)定律，二沒有違背熱力學(xué)定律。
熱泵是一個很好的機(jī)器，它是人類的一大發(fā)明。熱泵不但可以使熱能從低溫介質(zhì)中移動到高溫介質(zhì)，而且可以把一份能量變?yōu)閹追帜芰俊，F(xiàn)在已經(jīng)有大量的熱泵在為我們提供這種能量了。不過這些能量可不是無中生有的，而是機(jī)器將將空氣中、水中或者地?zé)嶂械哪芰刻崛〕鰜斫o我們使用罷了。我在天涯問答網(wǎng)：http://wenda.tianya.cn/question/4819d4a3556e06e8
摘錄了一段關(guān)于卡諾循環(huán)的小文章：
逆卡諾循環(huán)
它由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。假設(shè)低溫?zé)嵩矗幢焕鋮s物體）的溫度為T0，高溫?zé)嵩矗喘h(huán)境介質(zhì)）的溫度為Tk, 則工質(zhì)的溫度在吸熱過程中為T0，在放熱過程中為Tk, 就是說在吸熱和放熱過程中工質(zhì)與冷源及高溫?zé)嵩粗g沒有溫差，即傳熱是在等溫下進(jìn)行的，壓縮和膨脹過程是在沒有任何損失情況下進(jìn)行的。其循環(huán)過程為：
首先工質(zhì)在T0下從冷源（即被冷卻物體）吸取熱量q0，并進(jìn)行等溫膨脹4-1，然后通過絕熱壓縮1-2，使其溫度由T0升高至環(huán)境介質(zhì)的溫度Tk, 再在Tk下進(jìn)行等溫壓縮2-3，并向環(huán)境介質(zhì)（即高溫?zé)嵩矗┓懦鰺崃縬k, 最后再進(jìn)行絕熱膨脹3-4，使其溫度由Tk 降至T0即使工質(zhì)回到初始狀態(tài)4，從而完成一個循環(huán)。
卡諾循環(huán) 1824年,法國青年工程師卡諾研究了一種理想熱機(jī)的效率,這種熱機(jī)的循環(huán)過程叫做“卡諾循環(huán)”。這是一種特殊的,又是非常重要的循環(huán),因?yàn)椴捎眠@種循環(huán)的熱機(jī)效率最大。
由兩個絕熱過程和兩個等溫過程構(gòu)成的循環(huán)過程。它是1824年N.L.S.卡諾（見卡諾父子）在對熱機(jī)的最大可能效率問題作理論研究時提出的。卡諾假設(shè)工作物質(zhì)只與兩個恒溫?zé)嵩唇粨Q熱量，沒有散熱、漏氣、擦等損耗。為使過程是準(zhǔn)靜態(tài)過程，工作物質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰釕?yīng)是無溫度差的等溫膨脹過程，同樣，向低溫?zé)嵩捶艧釕?yīng)是等溫壓縮過程。因限制只與兩熱源交換熱量，脫離熱源后只能是絕熱過程。作卡諾循環(huán)的熱機(jī)叫做卡諾熱機(jī)。
卡諾進(jìn)一步證明了下述卡諾定理：①在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆熱機(jī)的效率都相等 ，與工作物質(zhì)無關(guān)，為，其中T1、T2分別是高溫和低溫?zé)嵩吹慕^對溫度。②在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切不可逆熱機(jī)的效率不可能大于可逆卡諾熱機(jī)的效率。可逆和不可逆熱機(jī)分別經(jīng)歷可逆和不可逆的循環(huán)過程。
卡諾定理闡明了熱機(jī)效率的限制，指出了提高熱機(jī)效率的方向（提高T1，降低T2，減少散熱。、漏氣。、摩擦等不可逆損耗，使循環(huán)盡量接近卡諾循環(huán)）。，成為熱機(jī)研究的理論依據(jù)。熱機(jī)效率的限制。、實(shí)際熱力學(xué)過程的不可逆性及其間聯(lián)系的研究，導(dǎo)致熱力學(xué)第二定律的建立。在卡諾定理基礎(chǔ)上建立的與測溫物質(zhì)及測溫屬性無關(guān)的絕對熱力學(xué)溫標(biāo)，使溫度測量建立在客觀的基礎(chǔ)之上。此外，應(yīng)用卡諾循環(huán)和卡諾定理，還可以研究表面張力、飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系及可逆電池的電動勢等。還應(yīng)強(qiáng)調(diào)，卡諾這種撇開具體裝置和具體工作物質(zhì)的抽象而普遍的理論研究，已經(jīng)貫穿在整個熱力學(xué)的研究之中。
逆卡諾循環(huán)奠定了制冷理論的基礎(chǔ)，逆卡諾循環(huán)揭示了空調(diào)制冷系數(shù)（俗稱EER或COP）的極限。一切蒸發(fā)式制冷都不能突破逆卡諾循環(huán)。
在逆卡諾循環(huán)理論中間，要提高空調(diào)制冷系數(shù)就只有以下二招：
1.提高壓機(jī)效率，從上面推導(dǎo)可以發(fā)現(xiàn)小型空調(diào)理論上只存在效率提高空間19%；大型螺桿水機(jī)效率提高空間9%。
2.膨脹功損失與內(nèi)部摩擦損失（所謂內(nèi)部不可逆循環(huán)）：其中減少內(nèi)部摩擦損失幾乎沒有空間與意義。在我們songrui版主的液壓馬達(dá)沒有問世之前，解決膨脹功損失的唯一方法是采用比容大的制冷劑，達(dá)到減少輸送質(zhì)量的目的。如R410A等復(fù)合冷劑由于比容較R22大，使膨脹功損失有所減少，相對提高了制冷系數(shù)。但是就目前情況看通過采用比容大的制冷劑，制冷系數(shù)提高空間不會超過6%。（極限空間12%）
在（浩通節(jié)能）http://www.dghdtyn.cn/news/heat-pump-knowledge-133.html
我摘錄了另一個文章：
空氣熱泵逆卡諾循環(huán)工作原理簡介
空氣熱泵的工作原理:制冷劑工質(zhì)在空氣壓縮機(jī)的活塞作用下，把低溫低壓氣體壓縮成高溫高壓的氣體。高溫高壓氣體進(jìn)入冷凝器后被冷卻成液體，從而放出大量熱，冷水吸收其熱量而溫度不斷上升并成為熱水。制冷劑工質(zhì)通過冷凝器后，再進(jìn)入儲液罐、過濾器、膨脹閥，然后到蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收環(huán)境中的熱量，最后進(jìn)入空氣壓縮機(jī)，如此反復(fù)循環(huán)，制冷劑工質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收空氣的熱量，在空氣壓縮機(jī)的機(jī)械作用下，從冷凝器中放出熱量，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崴臒崃俊?/p>
空氣熱泵是運(yùn)用逆卡諾循環(huán)原理，通過熱泵做功使熱媒(冷媒)產(chǎn)生物理相變(液態(tài)-氣態(tài)-液態(tài))，利用往復(fù)循環(huán)相變過程中不間斷吸熱與放熱的特性，由吸熱裝置(蒸發(fā)器)吸取低溫?zé)嵩纯諝庵械臒崃浚ㄟ^專用水熱交換器(冷凝器)向冷水中不斷放熱，使水逐漸升溫。制熱過程中的電熱能量轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)450%以上。
空氣熱泵只需要消耗一小部分的機(jī)械功(電能)，就可將處于低溫環(huán)境空氣中的熱量轉(zhuǎn)移到高溫環(huán)境下的熱水器中，去加熱制取高溫的熱水。
空氣熱泵可以與水泵相比擬，水是不能自發(fā)地從低處流向高處，要將低處的水輸送到高處，必須用一臺水泵，消耗一部分電力，才能將水送到高處的水箱中。同樣，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量也是不能自發(fā)地從低溫環(huán)境向高溫環(huán)境中轉(zhuǎn)移(傳送)，而要實(shí)現(xiàn)這個目的，必須要有一臺機(jī)器，消耗一部分機(jī)械功(例如電能)，才能將低溫環(huán)境中的熱量傳送到高溫環(huán)境中去。這樣的機(jī)器就稱之為“熱泵熱水器”。
空氣熱泵的作用是將空氣中或低溫水中的熱量取出，連同本身所用的電能轉(zhuǎn)變成的熱能，一起送到高溫環(huán)境中去應(yīng)用。
從上面介紹中我們不難看出，低溫?zé)嵩床⒉皇墙^對的廢物。我們要想把低溫?zé)嵩粗械哪芰炕厥掌饋硎褂茫皇遣豢赡埽皇俏覀儾荒芎唵蔚剡\(yùn)用熱力學(xué)的原理，期望先找到更低溫度的環(huán)境來獲得溫差，然后再用熱機(jī)提取這些熱能。我們應(yīng)該想別的辦法（當(dāng)然不能違背科學(xué)原理），去得到溫差，實(shí)現(xiàn)低溫?zé)嵩吹脑倮谩?/p>
熱泵已經(jīng)為我們提供了450%以上的能量轉(zhuǎn)換效率，以及大于60攝氏度的溫差。現(xiàn)在就看我們能不能將這兩個條件實(shí)現(xiàn)將低溫?zé)嵩醋優(yōu)槲覀兯枰臋C(jī)械能或者電能。我想，即便我們用低于30%的熱機(jī)，也應(yīng)該實(shí)現(xiàn)這個目的了。
不過我還有一個辦法，可以將熱泵的轉(zhuǎn)換效率再增加兩倍以上，而且將溫差再提高兩倍以上。這是因?yàn)闊岜玫摹芭蛎浌Α痹谖业脑O(shè)計(jì)中大大地被減小了。
我的預(yù)言是：我們雖然不能用“永動機(jī)”來獲取無中生有的能源，但我們可以用“熱泵”得到十分豐富的再生能源。
作者QQ：2475512297
