热力学第二定律限制条件探寻

《热力学第二定律限制条件探寻》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热力学第二定律限制条件探寻（9页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、对热力学第二定律限制条件的探寻质疑热二并提出确切的解决方案摘要：首先通对热力学第二定律根基的质疑，试图通过宏观和微观杂交找出违背热力学 第二定律的结构；然后试图把我的探寻归结于一个具有明显“概率浓度差”的理想抽象模型； 最后指出这种探寻的双面意义，无论真理是怎样，这种探寻多是帮助我们进一步揭露宇宙本 质的。关键词：对称原理、宏观和微观杂交、概率浓度差、熵减的因子、零势无限场1理论的提出11我对热力学第二定律的观点首先，我承认热力学第二定律的普遍存在性，但我得指出它的根基并不深。各定律的大厦都建立在对称原理1 的根基上，而热力学是建立在统计学的基础 上，概率本来就是不稳定的，各种可能都可能出现。

2、需要1“量”和2.“概率” 的均匀两个条件来做基础。若能把一个或两个基础都挖掉，这个定律就站不住脚 了。而至今仍未颠覆这个定律，我个人认为这可能是因为它太普遍了，科学家们 还未触动到它的根基。（以前是没有科学材料基础，现在是裹足不前，我提议在 纳米技术的基础上把宏观和微观杂交）。12灵感的来源记得我看到“麦克斯韦妖2”的提议时我是多么兴奋和赞成，然而反对者 认为智能要消耗能量，我认为智能的能量是可以趋近于高阶无穷小的。我觉得人 们忽略了智能和结构（信息）的作用。对比量子力学，能级就是一种限制，我把 限制和约束物体的条件叫做门，我记得一次看到一则电视报道：一个地区的苗族 人用在封闭的竹篓里放置诱

3、饵的方法来捕捉黄鳝。竹篓的入口就是用竹片设计的 一个门，黄鳝进去，竹片是顺的，出来时竹片就会扎住黄鳝的肉。多好的办法呀！假设竹片是智能的话（人的智能）它只消耗黄鳝的能量，就能够限制黄鳝只能进 不能出了。如果分子是黄鳝，能不能设计一个“竹片”让分子只能进不能出呢？ 如果能，那么，概率的均匀性被破坏（低密度的分子可以通过门的限制往高密度 的地方走，熵减）第二定律便很可能动摇。2我的设计21结构设计我设计了一个可能性的模型，现在我把我的设计提供给大家，并加以粗略的 计算。图（a）材料的宏观结构图（b）材料的微观结构假设我造出了如（a）所示的由纳米微结构构成的宏观材料，空气分子将源源不断地从各侧面进入

4、材料的第二内部，再从第二内部进入第一内部，最后从底 面和顶面“吐”出。从而把无序运动的分子变成了有序的风，进而颠覆了热力学 第二定律。它的微观结构如图（b）,由无数这样的纳米单元衔接而成。第二内部的间隔 比较大，可容气体自由出入，若与材料外壁气体接触的表面积不够，对气体进入 产生阻碍，可设计出间隔更大的第三内部，我不再做讨论。第一内部与第二内部通过纳米门连接，这是最重要、最关键的一环，要求门 只能让气体分子进入第一内部而不能出去，即要求门改变分子的空间分布概率， 让分子从密度地的地方流向密度高的地方（我把引起这种现象的因子叫做概率浓 度差，与浓度差引起的运动相反，是熵减的因子，浓度差是熵增的因

5、子），从而 完成上述熵减循环。现在问题的关键变成了能否找到一种让气体能进不能出的门。现实中的门一 般都是只能朝一个方向开的，开了能够自动关上的门可能是弹簧门。现在我们要 模拟宏观做一个微观的弹簧门，我们没有木材，弹簧，转动副和挡板，我们有原 子分子，氢键，共价键等。用氢键做弹簧（易拉开和能自动关闭）；用原子、共 价键做转动副、挡板和门。挡板安在门上，朝一边开门时，氢键暂时打开，气体 分子穿过门后又在氢键力的作用下自动合上，且门的开角被转动副附近壁面上的 原子限制在90度内，防止门脱离氢键的控制范围；朝另一边开门时，挡板被挡 住，门不能被打开。这样，一个原子单向门就完成了，示意图（c）转动副匸一

6、蹶图（c）门的设计22数据分析我的工作还没完，下面我说明两个问题使成功的可能性更清晰一点。第一个问题：好像有同学反对我说分子经过门要做功，能量会损失。不错， 需要消耗多少能量是可以自己设计的，假设氢键的力过大，就可以改成范德华力。 只要分子能够越过门，概率的天平就会倾斜，第二定律就自行隐退，分子消耗的 能量可能会通过系统内部传热把损失的动能还给它，具体情况我不清楚，还需要 实验去证明。第二个问题是：第一内部的分子会把门堵住，不让第二内部分子进来。由于 分子的速度很快（约500m/s）,在每个很小的时间段内，分子都可以到达任何一 个角落，门不是每时每刻都被堵上了？分析：这是个纯概率问题，与速度没

7、有关系，分子不会在每个时刻到达任意 一点，只是说明分出的足够小的时间段还不够小。只要分子的密度不达到每个时 刻的每个面多有分子，门就会有用武之地的机会。（可能由此还能启发一种造分 子脑的途径）材料的系统，最终会达到一种平衡；第一内部与第二内部维持稳定的浓度差， 因为是从低浓度到高浓度的流动，我把它叫做概率浓度差，第二内部与外界维持 稳定浓度差，从而过构成系统与外界连续不断的熵减循环。粗略验算：查资料得：空气密度为：0.024个/m,为了便于计算，假设第二内部为20nm宽的立方体，第一内部为5nm宽的立方体。20nm8000nm八319个5nm125nm八3个一个第二内部对应8个第一内部，192

8、/8=24个3个,在门内取整个第一内部体积的分子，门外取等体积的空间，分子数为3个,本来该24个，所以有7/8的分子闲者，1/8的分子要去撞门。如图（d）图（d）气体在材料内部运动辅助分析简图设分子进来的概率为1，则进来被挡住与不被挡住的概率分别为P1、P2。由 于墙有六个面，所以：p1=（5/6厂3=0.5787;p2=1-p1=0.4213设每个时刻以分子速度约500m/s,进入循环的空气体积为V，材料的总体积 为V0材料中气体所占体积比为k，并假设k=1/2 ;则V=V0Xp2XkX1/7=0.0413V 把速度换成一米每秒（体积不变，动能换小了很多），V =20.65V0可见裕度值足够

9、大，有开发的空间。另外，我先提出开门时间一定不能够长，开门时间是主要的限制因素。3零势无限场此外，我还受到量子力学无限深势陷的启发，提出零势无限场，这是另一个违背热力学第二定律猜想的抽象模型零势无限场模型如图（e）dx图（e）零场无线势模型假设两个平面之间存在零势无限场，如图：dx趋近于0，F趋近于无穷大， FXdx趋近于零。假设有个高速物体从左往右达到该场，由于物体的内力小于F, 物体不能穿过该场而弹回。若高速物体从右往左达到该场，则物体很容易穿透该 场，但场消耗的能量很少。如图，若能造出该种装置，用它把图（f）中的箱子内空间分成两部分，则 B箱的气体流入A箱，然后通过管道循环，可用来发电，

10、直到分子静止。我虽然 不确定是否能造出这种东西，或效率很低但违背热力学第二定律的东西，但这样 至少可以确定热力学第二定律颠覆的条件，若这些条件能够证明是不可能实现 的，那么热力学定律的权威性又加强了。但我深信，宇宙是分层次的，任何定理 都有它的根基，只要我们挖得足够深，任何定理包括能量守恒定理都可能被颠覆， 最后可能只留下一个定理。我极其怀疑8个电子稳定结构中有这种作用。我认为熵减现象普遍存在于电子层结构，而二极管PN节正是对微观特殊结 构的利用。我乐观的认为，仅凭一定手段的无数PN节连接就可以获得电流。说明：图中黑箭头F为无限大的场；红箭头代表气流方向；蓝色块代表气流发电机；绿色表示发电气体降温后外界热量的传入。2010年提出