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第四类永动机，谈如何改变物质的微观概率取向。在物质的循环中，热能能转化为其它形式的能吗？小标题;永动机。目的: 寻找使物质能循环，且热能能转化为其它形式的能的设计。 创新：在气体做功公式中，功等于物质的量，玻尔兹曼常数R和温度三者的乘积。热力学第二定律的研究对象是温度T/K；它的研究对象是物质的量n/mol。 方法和结论：热能经过两次或三次的能量转化。能量转化过程中，物质的扩散、做功，物质的浓度差减少，能降温、吸热，把热能转化为其它形式的能，其它形式的能进行的能量转化，物质的浓度差增加。能使物质的扩散、做功能再一次进行。这个过程能实现物质的循环和热能的持续转化。关键词：永动机；热力学第二定律；功；分子的热运动；分子的扩散；半导体；热电效应；原电池。序：在能源问题和环境问题日趋严重的今天，能否寻找到一种方法，在一定程度上解决这两个问题，改善我们生存环境？永动机 我是生物等.永动机.DB/OL.百度百科,2015-04-20失败了，能说明的问题是以前的方法是错的。有没有不同于以前的方法呢？热机 萧然山外等史.热机.DB/OL.百度百科,2015-04-20的出现，促进了热力学第二定律 D5yuansu等.热力学第二定律.DB/OL.百度百科,2015-04-20的形成。热力学第二定律的研究对象是气体做功公式W=nRT中的温度，也就是分子的速率，不包括物质的量。分子的不规则运动，在它的统计规律下，能利用物质的量，把热能转化为其它形式的能吗？第四类永动机 Popkuki等.第四类永动机.DB/OL.好搜百科,2015-04-20和零势无限场 Flameintime等. 零势无限场.DB/OL.百度百科,2015-04-20，表明了热力学第二定律是有条件的。定律，规律和公式都是有条件的。如果定律，规律和公式，没有条件，所有范围都适用；那么只要一种定律，规律或公式就可以解释所有现象。在热力学第二定律的条件之外就是物质的量。怎样才能利用物质的量，把热能转化为其它形式的能呢?从热力学第一定律 化鸟等. 热力学第一定律.DB/OL.百度百科,2015-04-20，理想气体状态方程 六耳银狐等.理想气体状态方程.DB/OL.百度百科,2015-04-20PV=nRT、P=n/VRT，和永动机中，n/V代表浓度差，表明在温度不变时，物质拥有浓度差，能形成压强差。物质的扩散、做功，能把热能转化为其它形式的能。体积V1一定时，有等式W=PV1= n/VRTV1。等式中有两个变量是浓度n/V和温度T。热力学第二定律的研究对象是变量温度T，改变物质的微观概率取向的研究对象是浓度n/V。关键是如何利用物质的量浓度！下面是利用物质的量，把热能转化为其它形式的能。图1麦克斯韦妖 Ruoyesou等.麦克斯韦妖. DB/OL.百度百科,2015-04-20改成鳝笼的锥形结构。锥形结构发生形变而具有弹性势能，能自动复原而关门。分子所处AB两个空间与分子撞击锥形结构的时间有差异。使A空间的分子能撞开锥形结构，进入到B空间；B空间的分子不能撞开锥形结构，进入到A空间。AB两个空间的分子形成浓度差，分子能扩散做功。把热能转化为其它形式的能。整个系统中，A空间的分子不断地开门进入B空间和分子的不断地扩散做功，使整个系统降温吸热。整个系统热能能通过热传递是到补充。这样的带有锥形结构的“门”是理论上的，它在现实中是很难实现。图2中，水的密度e水小于溶液的密度el，溶液的浓度相同有：两个半透膜的渗透压大小相等，两个半透膜之内的压强不再只是液压，还有渗透压。两个半透膜的内外压强不同。在每个半透膜的之外，渗透压会因半透膜的作用下而消失。根据连通器原理所以有 ：e水g(h1+h2+h3)=e水gh2+elgh3。能形成高度差h1。利用高度差制成永动机并保持水的匀速流速为v ，水的横切面积是S/。溶液因浓度差产生的压强与溶液的部分重力压强（el-e水）gh3的和为零。功率等于压强，面积，和速度的乘积。可以推出：热能转化为重力势能的效率为（el-e水）gh3*v*S。水从上方的半透膜流进，溶液的浓度降低；从下方的半透膜的流出，溶液的浓度升高。溶质的浓度差增加，重力势能向其它形式的能转化；溶质的扩散、做功，浓度差减少，热能向重力势能转化。浓度差增加和减少的多少相等，浓度差不会发生变化。重力势能向其它形式的能转化，使水能从两个半透膜中流进、流出，溶质的浓度差增大。弥补了溶质的扩散、做功，系统能降温、吸热，使热能向重力势能转化。溶质的扩散、做功，溶质的浓度差减小。最终实现热能向其它形式的能的转化，物质的循环。小白鼠在摩天轮上做匀速运动。它的整个系统的重心不在圆心和它所在的竖直方向的直线上，则证明了一定有重力向其它形式的能的转化，重心的位置没变。证明有一种能转化为重力势能。图2像小白鼠在摩天轮上的运动一样，看不出重心的变化。图2通过能量转化中，重力的转化的过度。实现热能向其它形式的能的转化，同时实现物质循环的目的。 化学方法原电池 六耳银狐等.原电池.DB/OL.百度百科,2015-04-20的方法来分析，图3：在硅晶体 NCXHHH等. 晶体. DB/OL.百度百科,2015-04-20上进行蒸铝，再进行一次或多次电渡形成图3的结构。不同金属和P型半导体 龚华生等.元器件自学通.M.北京：电子工业出版社,2005.2.297-602三者两两相连，形成原电池结构。金属的自由电子与P型半导体的空穴产生复合反应，生成复合电子；复合电子又能发生分解反应，生成金属的自由电子和P型半导体的空穴。带正电的金属容易从P型半导体中得到电子发生氧化还原反应；P型半导体容易从带负电的金属中得到电子发生氧化还原反应。图3中，在不同金属形成的偏转电压的作用下：金属性较强的金属带正电容易从P型半导体中得到电子，P型半导体空穴增多，空穴产生扩散；P型半导体容易从金属性弱的带负电的金属中得到电子，P型半导体空穴减少，空穴产生扩散。空穴扩散导电相当于原电池中的离子导电。在电压和空穴扩散的作用下，金属与P型半导体的结点处，发生了化学反应。化学反应中，吸收的热量比放出的热量多，最后使整个系统的温度降低，拥有了从环境中吸收热能的能力。自由电子扩散导电与空穴扩散导电通过化学反应的连接。化学反应产生了吸热和放热现象且整个系统的温度降低，形成了物质循环。在多个化学反应中，总反应的物质没有发生改变，产生了物质循环和能量变化，换句话说化学能没有发生改变。所以我们可以说，图3是把热能转化为电能，而不是化学能转化为电能。物理方法分析，图3：1分析图3之前，说一下半导体的金刚石结构：硅晶体的金刚石结构，键角是109度28分，电子在金刚石结构中形成共价键。硅晶体制成P型半导体的金刚石结构能够阻止自由电子导电。P型半导体的导电，只能通过空穴的移动来实现，空穴移动的轨迹与空穴浓度和键角有关。P型半导体的空穴与自由电子形成不可自由移动的复合电子。复合电子不是一个电子；在晶体结构中，复合电子是原子核束缚共价电子一起形成的一个带负电的粒子。只从结构上考虑，复合电子可以近似的认为是一个晶胞。因为空穴导电不同于电子导电，所以金属的自由电子不能与P型半导体形成扩散电压。 在金属与P型半导体相连中：金属拥有高能自由电子。金属的自由电子易与P型半导体的空穴复合形成复合电子而带负电，金属则带正电，能形成PN结。在金属中，没有金刚石结构，P型半导体的复合电子很容易漂移成自由电子和空穴。金属的自由电子和P型半导体的空穴复合成复合电子复合电子漂移成金属的自由电子和P型半导体的空穴，能形成动态平衡。根据热电效应 瀚海蓝月. 热电效应.DB/OL.百度百科,2015-04-20有，在金属晶体中，不同金属的自由电子的能量不同，能形成扩散电压。电压改变了在复合电子的漂移与自由电子空穴的复合的动态平衡。在电压的作用下：在金属性强的金属与P型半导体的节点处，在金属与P型半导体的PN结中，复合电子易发生漂移；在金属性弱的金属与P型半导体的节点处，在金属与P型半导体的PN结中，自由电子空穴易发生复合。自由电子导电和空穴导电，在自由电子扩散做功，和自由电子扩散做功形成电压的作用下，产生了漂移和复合，电子能够循环；自由电子扩散做功，复合电子产生漂移，和自由电子空穴产生复合，它们三者使整个系统的温度降低。图3的设计，能一直把热能转化为电能，并能形成电子的循环。 二极管PN结的导通电压说明：P型半导体能阻止自由电子扩散形成电压。变容二极管说明：P型半导体能阻止自由电子的扩散产生电压，存在一个临界点，过了这个临界点，就能渐渐形成因自由电子扩散而形成的扩散电压。自由电子要在P型半导体中产生扩散电压，需要PN结足够宽，自由电子的扩散足够强，这种情况一般不会发生。 图3与原电池的相同点：P型半导体与离子都没有自由电子，都是不同于自由电子的导电方式，都是连接的不同金属，都能阻止自由电子的扩散形成电压，不同金属形成的电压都能加在它们身上，都进行氧化还原反应。不同点：它们的化学反应，化学反应的数量，化学反应的反应物的三态不同和能量转化不同。伏打电池只有一个氧化还原反应，是不可逆的反应，离子反应物是液态，是把化学能转化为电能；图3是多个的化学反应，它的总反应的物质未发生改变， P型半导体是固态，是把热能转化为电能。光电池的光照的目的就是为了让二极管的PN结中的N型半导体和P型半导体的复合电子漂移成自由电子和空穴。复合电子在光照和电场的作用下能漂移成自由电子并产生空穴。达到和图3金属与P型半导体相连接产生自由电子并产生电子漂移和空穴移动的目的。只不过光电池是把光能转化为电能，而图3，P型半导体连的是金属，不需要消耗光能，消耗的是热能。图3，原电池，光电池都阻止了一个方向的自由电子的扩散，形成电压。 地球上的水循环，也是一种利用浓度差形成的永动机。水循环在复杂的力的作用下，把热能转化为电能和重力势能等。主要有分子，物质间的作用力，扩散力，重力，电场力，摩擦力等。在分子，物质间的作用力，扩散力，重力，电场力等的作用下，还呈现温度的梯度分布。结论：在遵循了能量守恒动量守恒后。利用分子的不规则运动的规律，不断地使物质扩散、做功，把热能不断的转化为其它形式的能，且形成物质循环。若以上设计能做成实验，得到验证。图3就能克服热电制冷，只能在小范围制冷的局限性。图3就能代替一般空调用冷媒制冷的方式，制成无冷媒环保的冰箱。冷媒一些人叫做雪种。用图3使地球上的海水温度降低1度，放出的热量将能变成一千亿度的电能足够全世界使用4千年。所以永动机的诱惑使得在科学取得进步的时候都想把新科学用到永动机的设计上来。永动机的提出起源于公元1200年前后的印度，包括麦克斯韦，爱因斯坦和汤姆逊等无数科学家都对于永动机有过思考。期待能做出永动机来，在一定程度上解决能源问题和环境问题。减少温室气体的排放，改善我们的生存环境。附录： 机械损耗的本质是热损耗。正文的三种的设计是通过热传递，把热能转化为其它形式的能。它的热损耗可以认为是热能未做功，是不存在能量转化的损耗的，能量的转化效率，可以认为是100%。除此之外，热损耗又要求，三种的设计的能量转化次数以两个转化或三个转化为宜，其中能量转化的个数包含热能的转化。 能量转化在不同的条件下，存在不同的方向性。既要实现热能向其它形式的能的转化；又要实现物质的浓度差的增加，形成物质循环。受诸多条件的限制，永动机的设计还是不多。 设计难点：直接改变微观概率取向是比较难的，间接改变微观概率取向相对容易一些。 只有物质的扩散做功，才能够降温吸热，才能吸收环境中的热能，把它转化为其它形式的能。固要求物质的浓度差必需要增加；或者说物质的扩散是朝各个方向扩散的，要阻止一个方向的扩散。要求热能转化为其它形式的能中，能量转化所获得的能量的一部分，要用来增用加物质的浓度差，进而能名弥补之前物质扩散减少的浓度差。这样才能间接