| 量子永动机的设想 我就是研究热电永动机的作者，量子永动机只是前者的一个副产品，而真正实用的是热电永动机，量子永动机只具有理论意义，因为量子效应在通常的情况下表现不明显。 我们知道经典热力学是否定永动机，而经典热力学是在研究经典理想气体的热力学性质的基础上发展起来的。现在我们有了量子力学，理想气体分为玻色气体和费密气体。两者存在巨大的差异：玻色气体会发生玻色凝结，费密气体却存在简并气压。这种差异性值得我们思考。 我们先复习一下经典理想气体的热力学性质。 1、气态方程 PV=nRT 2、单原子气体摩尔比热 c=3/2*R 3、理想气体卡若循环效率 Y=1-T1/T2 （T1《T2） 4、热力学第2定理 下面我们来看看玻色气体的性质(考虑常温情形，关心量子一阶效应,参阅王竹溪的〈统计物理学导论〉）： PV=nRT{1+2^(-2.5)*y}=nRT{1-C*V^(-1)*T^(-1.5)} (C为常数） P=nRT/V-nRT*C*V^(-2）*T^(-1.5) 等温条件下的气体膨胀或者压缩的功 W=nRT*In（V2/V1）-nRT^(-0.5)*C*（1/V2-1/V1） 一个卡若循环包括两个等温过程和两个绝热过程，我们设T1与T2的温差很小，绝热过程的路线相对很短，我们不考虑它的量子修正，这样可以减少初期的理论演算。 从W的计算看，这个卡若循环不再那么简单，效率应该包含体积的因素。 再看费密气体，它的量子修正跟玻色气体差不多，只是将减号变为加号。 我们设想有两个热源，中间有一个卡若制热机和一个卡若制冷机联系。卡若制热机使用费密气体，卡若制冷机使用玻色气体（或者相反）。 原有的卡若制热和制冷是对称的，都用卡若效率就可以计算了。现在的热效率是不对称的，中间的工可以交换，最终可能产生工的剩余对外输出。 当然我只是很粗的估算，感兴趣的朋友可以仔细计算。 重庆大学 缪波 周伯利 |