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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 

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 [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 

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 [6楼]  作者:x2009  发表时间: 2011/07/21 06:47 

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 [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 

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 [10楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/21 21:19 

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 [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 

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 [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 

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[楼主]  [15楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2011/07/23 17:09 

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 [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 

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[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 

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 [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 

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 [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 

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[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 

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[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 

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 [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 

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 [30楼]  作者:541218  发表时间: 2011/07/26 18:19 

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