余高奇
“毛细管永动机”剖析
2024-4-14 11:50
阅读:721

       本文拟结合毛细现象基本原理,剖析“毛细管永动机”的错误机制,供参考.

  1. 毛细现象基本原理

     弯曲液面的附加压力可产生毛细现象。

     把一只半径一定的毛细管垂直插入某液体内,毛细管内液面高度与管外液面高度通常不同. 参见如下图1

所示[1]

image.png 

                                                                       图1. 毛细现象示意图

       图1中,h代表毛细管内液面上升高度;R为弯曲液面的曲率半径;r为毛细管的半径;θ为接触角.

       则:Δp=2γ/R=ρgh                         (1)

       式(1)中Δp代表弯曲液面的附加压力;γ代表液体的表面张力;ρ代表液体的密度;g代表重力加速度,

g=9.80m/s2.

       由式(1)可得:image.png          (2)

       由式(2)可知:毛细管内液面上升高度h,与液体表面张力γ成正比;与毛细管半径r及液体密度ρ成反比.

  2.毛细管“永动机”

       毛细管永动机示意图参见如下图2所示:

image.png 

                                                                  图2. 毛细管永动机示意图

        图2中h代表毛细管内液面上升高度.

        由图2可知,毛细管滴落的液滴,带动转子旋转,可连续对外做功;直至液面C降至B点为止.

    3. 毛细管“永动机”设计剖析

       事实上,毛细管“永动机”设计不可能成功,毛细管内液面上升高度恒小于毛细管自身(垂直)长度.

       的确液体表面张力及弯曲液面的附加压力,较好解释了毛细现象;但该解释不应该是唯一解释. 

       需明确:无论何种解释均不能违背自然规律.

   4. 结论

    ⑴毛细管“永动机”设计违背了自然规律;

    ⑵除了弯曲液面的附加压力,毛细现象应该还有其他解释.

参考文献

[1]天津大学物理化学教研室编. 物理化学(下册, 第四版).北京:高等教育出版社.2001,12:158


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