利用平衡态气体分子存在涨落制造单向旋转的涡轮机是否违背热力学第二定律.为什么?

来源：学生作业帮编辑：搜狗做题网作业帮分类：物理作业时间：2024/06/25 09:53:20

只要符合“要求单一热源对外做功”这个特征的方案,肯定都是违反热二的.
流体微粒的热运动要转化成某种机械的运转动能,它就必须跨过热运动——机械运动这个尺度鸿沟.任何单向运转的机械装置都必须存在一个启动阈值（想想水管路中用的逆止阀、自行车的棘轮棘爪结构）,要使它运转就必须增大轴的转矩以便超过启动阈值,这就需要加大你问题中“涡轮”的尺度,但增加尺度的直接后果却是减少了随机涨落推动“涡轮”旋转的几率——你甚至不能采用增加叶片数量的方法来获得更大的转矩,因为增加叶片数量同样意味着增大总尺度,使得总面积两侧的涨落几率更加平均.
总结一句：凡是你意图增大这个机械能力的努力都会使你得到相反的结果——如果你取消单向装置,那么你充其量只会得到振动,而这个振动本身又微弱到无法作为能源（想想布朗运动）来使用；如果你使用单向装置,那么前述的振动峰值会越不过装置的启动阈值,最终使你的机械归于无效.

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