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(转帖)无偏二极管不是“永动机”
[楼主] 作者:西陆陈诚  发表时间:2011/07/20 20:54
点击:3985次

 http://www.gmw.cn/01gmrb/2005-04/21/content_219445.htm>

  去年12月6日,一位院士指出光明日报《无偏二极管有望开辟新的能源出路》一文中所提二极管,是违背能量守恒定律、在科学上不可能出现的“永动机”。另一位学者12月8日在某报上发文,也认为无偏二极管是违背热力学第二定律的第二类永动机。这种类比,在科学上不能成立。
  无偏二极管的基本原理
  攻读现代物理学出身的徐业林研究员,在经历数十年的科学探索中,制成的“无偏二极管”是一种非常巧妙的微电子器件。它将两块金属片,一块为很平的铬层,另一块为有着很多小坑的铬层,中间夹着半导体的硅层。它是利用环境温度,将半导体中导电电子无序的热运动,转化成有序的电流。无偏二极管与负载电阻构成一个回路,回路中有一开关,平时总是断开的,即与环境温度是相通的、相等的。如果将它关闭,无偏二极管的温度即行下降。可见,无偏二极管是通过环境温度对二极管本身温度下降的补偿,利用巧妙的微电子结构而不断运作的。
  无偏二极管不涉及宏观的热力学定律
  热力学第一定律,是指一切涉及热现象的宏观过程必须满足能量守恒和转换定律。但是,无偏二极管依靠外界输入的能量而作功,完全谈不上违背热力学第一定律的问题。
  热力学第二定律,是指孤立系统中宏观过程的不可逆性。其核心的表述,是指孤立系统中热运动过程进行的方向只能是熵增加的方向而不是相反,即只能是从有序到无序而不能从无序到有序。因而想依靠不消耗能量、企图制造出违背热力学第二定律的永动机是不可能的。但是需要指出,热二律是在严格的限定条件下才可成立:一是指孤立系统,即必须是与外界没有能量质量交换的孤立系统,而不是开放系统。二是指宏观过程,即仅指宏观尺度的系统,而不是指宇观尺度或微观尺度的系统。三是指宏观过程有大量分子集合体的统计规律,不包括仅有少量分子的宏观过程。反之,如果是有外源输入(负熵流)的开放系统,或者是宇宙尺度,或者虽然是宏观尺度但只有少数几个分子的宏观体系,在这三类中的任一种情况下,热二律都不能成立。如果不讲条件,到处搬用热二律,必然会走向谬误。例如,物理学早已指出,最早表述热二律的克劳修斯将热二律推广于宇宙,就犯了“热寂说”的错误。自然界在本质上属于互相联系互相制约的开放系统。从迄今的科学进展来看,无论是天体演化、生命起源、人类起源,还是植物生长繁殖、动物和人本身的的生命延续等等,无一不都是依靠负熵流的输入,从无序到有序,从简单的有序到复杂、更复杂的有序。在自然界中,真正的孤立系统是极少的;可以说,自然界中的孤立系统最多只是在特定条件下的一种近似。
  徐业林研究员发明的无偏二极管则是从环境温度吸取热量,将环境温度下降部分热运动的无序力转变有序的电流。它本质上属于开放系统,而不是孤立系统。它并不涉及热力学第一定律,更不涉及作为孤立系统的宏观过程的热力学第二定律。
  无偏二极管是一项自主创新的重大发现
  徐业林研究员发明的无偏二极管不仅有环境温度的外源,而且他通过无偏二极管此种特定的微电子器件的设计,为微观粒子的热运动造成一个不对称环境,使得半导体中导电电子的无序热运动转化成有序的电流。徐业林研究员依据他的实验,进而在理论上提出了:“在一个微观粒子不对称热运动效应可以忽略不计的孤立系统中,熵趋于增大;在一个微观粒子不对称热运动效应不可忽略不计的孤立系统中,熵趋于减少。”
  这就是说,无偏二极管在理论上实现了重大的突破:(1)热二律否定的永动机,是指“热机中的工作物质经过一循环回到原来的状态,其内能不变”(克劳修斯表述)。而无偏二极管通过微观粒子热运动的不对称环境,开发了宏观热运动的内能,使得宏观热运动无序的内能,转变为有序的能量,为“麦克斯韦妖”找到了一种机制,实现了从无序到有序的突破。(2)热二律的开尔文表述:“不可能从单一热源取热,使之完全变为有用的功而不产生其他影响”。而无偏二极管通过它非常巧妙的特定设计的微电子环境,却从大气宏观环境温度中,开发了“单一热源”的能源。如果将这种“有源循环器”也要说成“永动机”的话,那么水力发电、风力发电、动植物生长繁殖,岂非全都成了“永动机”!

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 [2楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/20 22:04 

所谓 第二类永动机 就是指一种负熵源;麦克斯韦妖 就是利用不对称机制捕捉(累积)热力学起伏的结果!

[王飞cn]提出的“光二极管”就是一种不对称机制,即麦克斯韦妖的一种。

热二律之所以不适于 广袤的物质宇宙?教科书从未说清楚,很含混!其实,并不需要无限的物质宇宙,只要一个太阳系即可!这就是引力的作用!所以 热二律只适用于惯性运动状态的热力学体系,并不适用于非惯性运动状态(含引力场中)的热力学体系。
引力的作用很微弱,所以在小范围内很难被察觉出来……只有在宇观系统才会凸显出来!这就是热二律并不适用于天体热力学现象的精辟理由!因为引力可以导致温度不均匀分布!一旦出现温度梯度,什么热力学奇迹都应运而生了
 [3楼]  作者:hudemi  发表时间: 2011/07/20 22:08 

如果"无偏二极管"是真实的,确实值得重点关注,国家应支持!
个人认为,无偏二极管并不违背热力学第二定律,也不是永动机,它利用的是环境的能量起伏!
 [4楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/20 22:31 

对【3楼】说:

麦克斯韦妖 类 的负熵源 早就存在着,譬如  射电天文望远镜的天线 所接收到的噪音电流 就是来自宇宙3K背景(热)辐射!

射电天文望远镜的天线的谐振电路将3K背景(热)辐射能(即 热能)转化为 谐振电路中的高频交变电流能。这高频交变电流属于宏观运动的范畴。这就实现了从单一热源获取能量的热力学过程。

这并不是虚构的故事,而是客观事实!

 

 

[楼主]  [5楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2011/07/20 23:09 

对【3楼】说:
     “无偏二极管”应该是真实的(我没见过),不过,据说“无偏二极管”工作的基本原理,实际上是等于在把自然环境的热能变成电能,因此实际上也就是一种“有源循环器”,算不上‘永动机’…
 [6楼]  作者:x2009  发表时间: 2011/07/21 06:47 

如果真有价值,就不会在乎别人怎么说,你把他做成产品,到时候别人自然无话可说。
先把你家的灯泡点亮如何?25W的不亮就换15W的,再不行就5W的。
 [7楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/21 07:14 

对【6楼】说:
如果用你这个标准去衡量无偏二极管的价值,那我可以肯定地告诉你:永远不可能!
 [8楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/21 07:17 

谁能用无偏二极管或其他方式的所谓“永动机”将0.001W的灯泡永久点亮……诺贝尔大奖必然获得!
 [9楼]  作者:jfing  发表时间: 2011/07/21 17:36 

无偏二极管好像是一种违反热力学第二定律的第二类永动机
 [10楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/21 21:19 

对【9楼】说:

没错!因为 无偏二极管工作的唯一后果:就是导致热温商的减少,并没有留下其他任何热力学痕迹;即违反了熵增原理。

但这仅仅是技术上的突破,在理论上并没有突破!关键是  无偏二极管是否真的输出了稳恒电流?是否真的导致了降温?

这种不对称结构(单向导通)的热力学本质 就是 麦克斯妖;所以没有理论突破,仅仅是找到了麦克斯韦妖的一种具体形式而已。

射电天文望远镜 也是一种麦克斯韦妖;远红外摄像镜头也属于一种麦克斯韦妖。

光伏双色GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器--

http://emuch.net/journal/article.php?id=CJFDTotal-KXTB199609022>

红外探测器 就是利用光伏双色GaAs/AlGaAs量子阱 吸收红外线导致能级跃迁,即将热能转化为电势能,这就是从单一热源取热转化为电能的过程;也是熵减的过程。

 

 

 [11楼]  作者:老鹰110  发表时间: 2011/07/22 11:51 

2楼朱顶愚,你胡说八道什么。什么热力学第二定律只适用于惯性运动状态的热力学体系。瞎联系。这也叫天才?蠢蛋一个。这与惯性运动有什么关系。笑话。天才,真天才。这是哪家的真理。惯性是力学领域的事。你胡诌八列什么。
 [12楼]  作者:jfing  发表时间: 2011/07/22 11:55 

老鹰110 说得有道理
 [13楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/22 20:16 

对【11楼】说:

尊敬的马老大,您好!

您的善意批评与赐教,老弟由衷感激!

不过,愚弟曾与沈建其激烈论战过:在惯性运动状态的热力学体系内部的“死寂态”不存在压力梯度,也就不存在密度梯度,更不存在着温度梯度;但在非惯性运动状态(依据等效原理 应该包含引力场中)的热力学体系内部必然存在着压力梯度、密度梯度与温度梯度……一旦有了温度梯度  什么热力学奇迹(当然包含第二类永动机)都可以被创造出来

您以为呢?马老大?愚弟在期待着您的不吝赐教?

另外 兰州大学 汪志诚 编著《热力学·统计物理》P.456指出:“处在平衡态的气体,其整体运动只可能是具有恒定速度的平动和具有恒定角速度的转动”;只能作匀速直线运动或匀角速自转,当然不能作匀加速直线运动,而依据等效原理 匀加速直线运动状态等效于处在恒定的重力场中。

所以 热力学体系的整体运动究竟处于惯性运动状态(匀速直线运动状态)还是处于非惯性运动状态对于热力学体系的热力学性质是有着至关重要的影响的!!!

 

[楼主]  [14楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2011/07/23 16:36 

对【11楼】说:
  热二律有多种表述方式(我也认为热二律跟惯性运动无关)如:
  ①热总是从高温物体传到低温物体(不做功情况下,热不可能自发地从低温物体传到高温物体);②任何热机不可能将所接受的热量全部转变为功(即一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的)。
[楼主]  [15楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2011/07/23 17:09 

      关于“无偏二极管”是不是“永动机”,还存在另外的疑点:

  “无偏二极管”工作过程中它本身会不会发热??
  如果会发热的话,即表示“无偏二极管”可能并不违反热二律【热二律表述法之一:任何热机不可能将所接受的热量全部转变为功(即一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的)】

 [16楼]  作者:jfing  发表时间: 2011/07/23 20:11 

最好请无偏二极管的发明人徐业林详细地介绍一下无偏二极管的工作原理
 [17楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/23 21:26 

对【14楼】说:
热二律只能在热力学体系保持惯性运动状态成立。如果热力学体系作匀加速运动就相当于处在重力场中,力场中的热力学体系必然会出现温度梯度(已经得到 沈建其与杨新铁两位理科教授的反复审查后认同),热量将会沿着温度梯度有低温区自发地向高温区传导,直接导致热温商的减少,这就超越了热二律!
[楼主]  [18楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2011/07/24 09:23 

“热二律只能在热力学体系保持惯性运动状态成立”
++++++++++++++++++++
请问,加速运动的体系(物质系统)算不算“惯性运动状态”?
 [19楼]  作者:jfing  发表时间: 2011/07/24 10:04 

这里最好只讨论无偏二极管,不要涉及惯性 引力场 温度梯度等什么的,请不要偏离主题.
 [20楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/24 14:16 

对【18楼】说:

请问,加速运动的体系(物质系统)算不算"惯性运动状态"?

***********************************************************************************

当然不算!

惯性运动状态:加速度等于零的运动状态。

惯性状态:体系内部没有力场(无法产生压力梯度)的状态。

 [21楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/24 14:57 

对【19楼】说:

“无偏二极管”的真实性尚未被公认?必须精确介绍"无偏二极管"的详细结构,功能,你的介绍必须栩栩如生,身临其境,感同身受,譬如 提供试验过程 仪表指针的偏转等试验现象的精彩视频……使人感到真确可信,最好 介绍人也要亲自反复进行同样的实验 并得到同样的实验结果,而且也有大多数读者也效仿之作了大量的重复性试验也都得到了同样的结果,这就像 电磁感应定律 那样可以被每一个物理老师包括学生自己动手进行重复试验现象反复再现,所以电磁感应定律 没有遭到任何人怀疑!

"无偏二极管"的真实性却遭到普遍的怀疑,希望必须在提供 理论结论(数学演算结果)或实验(视频)消除人们对其真实性的怀疑,在这个前提下 方可有的放矢进行探讨……

否则 就是一个虚设的莫须有的靶子,不真实的靶子!

而处于非惯性运动状态的热力学体系(如绝热封闭的理想气体)中将出现 热力学奇迹:温度梯度    这个言论  虽然没有给出明显的实验装置,但已经能够从基本概念出发经过简单的(清晰的、明确的、规范的、严谨的)数学计算,即可获得 这个惊人的热力学结论,所以处于非惯性运动状态的热力学体系将会创造出热力学奇迹  超越热而律的领地;而所谓的"无偏二极管"的真实性都一片模糊,这是人们从何谈起?没有依据?找不到出发点,没有凭借,没有确凿的结论,必须使人坚信其真确性!即使"无偏二极管"的功能属于真实的,那也只不过属于技术突破,找到了一个具体的麦克斯韦妖而已,谁都知道 麦克斯韦妖是不遵循 热二律的!因为引起了热温商的减少

 [22楼]  作者:jfing  发表时间: 2011/07/24 15:50 

请问21楼的541218:地球表面上存在着引力场是众所周知的事实,如果地球作加速度为零的惯性运动,那地球表面上的引力场还存在吗?如果引力场存在话,那么处于惯性运动状态的物体内是能够存在力场的,与你在21楼中说正好全相反.
 [23楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/24 16:13 

对【22楼】说:

:如果地球作加速度为零的惯性运动,那地球表面上的引力场还存在吗?如果引力场存在话,那么处于惯性运动状态的物体内是能够存在力场的,与你在21楼中说正好全相反.

***********************************************************************************

如果地球作加速度为零的惯性运动;那么地球则处于 “惯性运动状态”;而不属于“惯性状态”!

“惯性状态”是指不存在力场(含惯性力场)的状态;而"惯性运动状态"则仅仅表示体系质心不存在相对加速度而已,只是强调一种运动状态;而"惯性状态"则强调体系所“存在的”状态;运动的状态仅仅属于存在的状态的一个成分而不是全部,存在的状态包括运动的状态和力场的状态,惯性状态,就是指不但体系的质心在作匀速直线运动,而且不存在引力场。在地球的表面,虽然假定地球的质心在作匀速直线运动,但由于地球表面存在着引力场,所以虽然属于惯性运动的状态,但却不属于惯性状态,因为依然存在着引力场。

[楼主]  [24楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2011/07/24 16:33 

对【20楼】说:
“惯性运动状态:加速度等于零的运动状态”
++++++++++++++
加速度不等于零的列车上有一物质系统M,M相对列车保持静止,请问:
①M相对‘列车’而言,是不是“惯性运动状态”?
②M相对‘地面’而言,是不是“惯性运动状态”?
③怎样去判断M究竟是不是“惯性运动状态”?

 [25楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/24 18:13 

对【24楼】说:

加速度不等于零的列车上有一物质系统M,M相对列车保持静止,请问:
①M相对‘列车'而言,是不是"惯性运动状态"?
②M相对‘地面'而言,是不是"惯性运动状态"?
③怎样去判断M究竟是不是"惯性运动状态"?
***********************************************************************************

在任何情况下 必须死死咬住:“运动的相对性”!!!

“运动”就包括:匀速直线运动(惯性运动、当然包含静止)、非惯性运动即变速运动两大类。

再死死咬住“(运动的)相对性”。

在谈“运动”时,如果不强调指出其参照系(参考物体)(相对于谁),那就没有明确的意义!其说法就会有无数种。

所以,相对于加速前进的火车保持静止的乘客,在相对于该火车作惯性运动,同时在相对于地面(路基)作非惯性运动。

如何分类一个物体是属于惯性运动,还是非惯性运动,那就要首先明确大家所共用的参照系(参考物);如果未作特别的声明,那就是指地面(路基参照系)。

一切(牛顿时空观)力学定律(规律)相对于任何(含 旋转)参照系都是等价的!这就是所谓的“(广义)相对性原理”

,我们从教科书上所读到的“(伽利略)相对性原理”只局限于所有 惯性系 都是等价的!这就是狭义的相对性原理。

事实上,依据等效原理  只要将加速直线运动的非惯性运动系视为力场中的惯性系即可;对旋转运动系则可视为存在着“引力磁场”的惯性系,科氏力便被理解为引力磁场中的 洛仑兹力;而且那么地巧合:运用引力磁场的磁感应定律、安培环路定理计算出的感应引力公式与科氏力公式的数学形式意外地吻合!殊途同归,互佐互证,遥相呼应,简直吻合得天衣无缝!

无法确定 究竟客观上 是否真的存在着引力磁场?这就叫做客观性的相对性!相对于某种思想方法、理念某种事物(如引力磁场)可以认为是客观存在着的物理事实,但若相对于另一种思路(另一种意义上来讲)又属于客观上并不需要存在着的虚拟的辅助性物理概念。

这就是客观性的相对性的典型例证!

这对于只见树木不见森林的学者是会感到不可思议的!也必然会遭到他们的疯狂反对和侮辱!

这些想法(引力磁场)曾得到了沈建其的支持;你不妨去与沈建其沟通一下……

[楼主]  [26楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2011/07/24 19:21 

对【25楼】说:
  “相对于加速前进的火车保持静止的乘客,在相对于该火车作惯性运动,同时在相对于地面(路基)作非惯性运动”这结论正确。
  这结论表明,“惯性运动状态”只是相对的,而不是绝对的。
  因此,“热二律只能在热力学体系保持惯性运动状态成立” 一说本身就是有毛病的。比如,前述的“加速度不等于零的列车上有一物质系统M”,你总不可能说“热二律在M上既成立又不成立”吧…
 [27楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/24 20:19 

因此,“热二律只能在热力学体系保持惯性运动状态成立” 一说本身就是有毛病的。比如,前述的“加速度不等于零的列车上有一物质系统M”,你总不可能说“热二律在M上既成立又不成立”吧…
………………………………………………………………………………………………………………………………
在没有特别声明的情况下,运动是相对于地基的!同理,在未作特别声明的情况下,非惯性运动是相对于惯性空间(既无引力场 也无惯性力场的空间)的加速运动;也就是说,在未作特别声明的情况下通常所说的惯性空间就是指既无引力场 也无惯性力场的空间 或者引力场被惯性力场恰好抵消的空间;非惯性空间就是指:只有惯性力场或单纯地存在着引力场、亦或二者兼有互相加强的空间。

除非特别地声明其参考空间!则另当别论。



 [28楼]  作者:jfing  发表时间: 2011/07/25 23:39 

对【1楼】说:西陆陈诚先生,不知你是否有无偏两极管方面的详细资料,有的话,你是否可以详细地介绍一些无偏两极管的结构和工作原理,以便对无偏两极管作进一步的讨论.关于惯性运动 惯性运动状态这方面不要再去与541218讨论了,这种讨论没有意义的.
[楼主]  [29楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2011/07/26 10:38 

‘无偏两极管’相关信息,我是最近从网上看到的,我自己没有资料
 [30楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/26 18:19 

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