
【化】 perpetuum mobile of the first kind
first; firstly; primary
【醫】 arch-; arche-; eka-; prot-; proto-
【經】 no 1
be similar to; genus; kind; species
【醫】 group; para-; race
always; forever
intention; motive; inducement; motif; motion
【法】 motif; motion; spreing; voluntas
第一類永動機(Perpetual Motion Machine of the First Kind)的漢英詞典釋義與科學解析
1. 中文定義與核心特征 在物理學與工程學領域,“第一類永動機”指一種假想的、無需外部能量輸入即可持續對外做功的機器。其核心特征在于宣稱能夠無中生有地創造能量,違反了自然界最基本的守恒定律之一。該術語在漢語科技文獻中具有明确且統一的含義,強調其構想違背了能量守恒原理。
來源:《中國大百科全書·物理學卷》(第三版),"永動機"條目。
2. 英文對應術語與詞典釋義 英文術語為“Perpetual Motion Machine of the First Kind”。權威詞典定義如下:
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).
來源:Oxford Dictionary of Physics (8th ed.), "perpetual motion" entry.
3. 科學原理與不可行性依據 第一類永動機的不可行性源于熱力學第一定律(The First Law of Thermodynamics),即能量守恒定律:
$$ Delta U = Q - W $$
其中 (Delta U) 為系統内能變化,(Q) 為系統吸收的熱量,(W) 為系統對外做的功。該公式表明,能量既不能憑空産生,也不能憑空消失,隻能從一種形式轉化為另一種形式。任何聲稱無需輸入能量即可持續輸出功的裝置,均與該定律矛盾。
來源:美國國家标準與技術研究院(NIST)《熱力學基礎指南》。
4. 曆史背景與科學地位 曆史上,衆多發明家曾嘗試設計此類機器(如借助重力、磁力或毛細作用的裝置),但均以失敗告終。19世紀熱力學第一定律的确立,從理論上徹底否定了第一類永動機的可能性。如今,該概念在科學教育中被用作闡釋能量守恒原理的經典反例,提醒人們科學理論對技術創新的約束作用。
來源:中國科學技術協會《中國科學技術史·力學卷》。
5. 與第二類永動機的區别 需注意與“第二類永動機(Perpetual Motion Machine of the Second Kind)”的區分:後者指試圖從單一熱源(如海洋或大氣)持續吸熱并全部轉化為功的裝置,雖不違反能量守恒,但違反了熱力學第二定律(熵增原理)。兩類永動機共同構成了熱力學定律的“不可能性判據”。
來源:《大英百科全書線上版》"Perpetual Motion" 詞條。
第一類永動機是指一種假想的、不消耗任何能量卻能持續對外做功的機器。它違反了物理學中的熱力學第一定律(即能量守恒定律),因此被科學界公認為不可能實現。
能量守恒原理
熱力學第一定律指出:能量既不能憑空産生,也不會憑空消失,隻能從一種形式轉化為另一種形式。第一類永動機試圖繞過這一規律,宣稱無需輸入能量即可無限輸出能量,本質上是“無中生有”的悖論。
曆史背景與嘗試
曆史上許多人設計過類似裝置,例如:
科學否定與現實意義
19世紀熱力學體系建立後,科學界徹底否定了第一類永動機的可能性。公式上,熱力學第一定律可表示為:
$$
Delta U = Q - W
$$
其中系統内能變化(ΔU)必須等于吸收的熱量(Q)減去對外做功(W)。若無能量輸入(Q=0),内能終将耗盡,無法持續做功。
現代科學中,“永動機”概念常被用于警示違背基本物理定律的設想。而第二類永動機(試圖從單一熱源取熱完全轉化為功)則違反熱力學第二定律,同樣不可實現。兩者共同體現了人類對能量本質認知的深化。
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