
【化】 perpetuum mobile of the first kind
first; firstly; primary
【医】 arch-; arche-; eka-; prot-; proto-
【经】 no 1
be similar to; genus; kind; species
【医】 group; para-; race
always; forever
intention; motive; inducement; motif; motion
【法】 motif; motion; spreing; voluntas
第一类永动机(Perpetual Motion Machine of the First Kind)的汉英词典释义与科学解析
1. 中文定义与核心特征 在物理学与工程学领域,“第一类永动机”指一种假想的、无需外部能量输入即可持续对外做功的机器。其核心特征在于宣称能够无中生有地创造能量,违反了自然界最基本的守恒定律之一。该术语在汉语科技文献中具有明确且统一的含义,强调其构想违背了能量守恒原理。
来源:《中国大百科全书·物理学卷》(第三版),"永动机"条目。
2. 英文对应术语与词典释义 英文术语为“Perpetual Motion Machine of the First Kind”。权威词典定义如下:
A hypothetical device that, once set in motion, would continue to operate indefinitely and produce useful work without any input of energy. Such a device is impossible as it violates the first law of thermodynamics (conservation of energy).
来源:Oxford Dictionary of Physics (8th ed.), "perpetual motion" entry.
3. 科学原理与不可行性依据 第一类永动机的不可行性源于热力学第一定律(The First Law of Thermodynamics),即能量守恒定律:
$$ Delta U = Q - W $$
其中 (Delta U) 为系统内能变化,(Q) 为系统吸收的热量,(W) 为系统对外做的功。该公式表明,能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一种形式转化为另一种形式。任何声称无需输入能量即可持续输出功的装置,均与该定律矛盾。
来源:美国国家标准与技术研究院(NIST)《热力学基础指南》。
4. 历史背景与科学地位 历史上,众多发明家曾尝试设计此类机器(如借助重力、磁力或毛细作用的装置),但均以失败告终。19世纪热力学第一定律的确立,从理论上彻底否定了第一类永动机的可能性。如今,该概念在科学教育中被用作阐释能量守恒原理的经典反例,提醒人们科学理论对技术创新的约束作用。
来源:中国科学技术协会《中国科学技术史·力学卷》。
5. 与第二类永动机的区别 需注意与“第二类永动机(Perpetual Motion Machine of the Second Kind)”的区分:后者指试图从单一热源(如海洋或大气)持续吸热并全部转化为功的装置,虽不违反能量守恒,但违反了热力学第二定律(熵增原理)。两类永动机共同构成了热力学定律的“不可能性判据”。
来源:《大英百科全书在线版》"Perpetual Motion" 词条。
第一类永动机是指一种假想的、不消耗任何能量却能持续对外做功的机器。它违反了物理学中的热力学第一定律(即能量守恒定律),因此被科学界公认为不可能实现。
能量守恒原理
热力学第一定律指出:能量既不能凭空产生,也不会凭空消失,只能从一种形式转化为另一种形式。第一类永动机试图绕过这一规律,宣称无需输入能量即可无限输出能量,本质上是“无中生有”的悖论。
历史背景与尝试
历史上许多人设计过类似装置,例如:
科学否定与现实意义
19世纪热力学体系建立后,科学界彻底否定了第一类永动机的可能性。公式上,热力学第一定律可表示为:
$$
Delta U = Q - W
$$
其中系统内能变化(ΔU)必须等于吸收的热量(Q)减去对外做功(W)。若无能量输入(Q=0),内能终将耗尽,无法持续做功。
现代科学中,“永动机”概念常被用于警示违背基本物理定律的设想。而第二类永动机(试图从单一热源取热完全转化为功)则违反热力学第二定律,同样不可实现。两者共同体现了人类对能量本质认知的深化。
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