某物質(zhì)循環(huán)一周回復(fù)到初始狀態(tài)，不吸熱而向外放熱或作功，這叫“第一類永動(dòng)機(jī)”。這種機(jī)器不消耗任何能量，卻可以源源不斷的對(duì)外做功。案的設(shè)計(jì)者認(rèn)為，右邊的球比左邊的球離軸遠(yuǎn)些，因此，右邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩要比左邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大。以往熱的單位是cal（卡），功以erg（ 爾格）為單位，焦耳的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為1cal=4．184×10^7erg，這就是著名的熱功當(dāng)量。能量守恒轉(zhuǎn)換定律的建立，對(duì)制造永動(dòng)機(jī)的幻想作了最后的判決，因而 熱力學(xué)第一定律的另一種表述為：“不可能制造出第一類永動(dòng)機(jī)”。

• 中文名：第一類永動(dòng)機(jī)
• 類別：永動(dòng)機(jī)
• 釋義：不吸熱而向外放熱或作功
• 定位：機(jī)器

某物質(zhì)循環(huán)一周回復(fù)到初始狀態(tài)，不吸熱而向外放熱或作功，這叫“第一類永動(dòng)機(jī)”。這種機(jī)器

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不消耗任何能量,卻可以源源不斷的對(duì)外做功。

歐洲，早期最著名的一個(gè)永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案是十三世紀(jì)時(shí)一個(gè)叫亨內(nèi)考的法國人提出來的。

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如圖所示：輪子中央有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，輪子邊緣安裝著12個(gè)可活動(dòng)的短桿，每個(gè)短桿的一端裝有一個(gè)鐵球。方

案的設(shè)計(jì)者認(rèn)為，右邊的球比左邊的球離軸遠(yuǎn)些，因此，右邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩要比左邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大。這樣輪子就會(huì)永無休止地沿著箭頭所指的方向轉(zhuǎn)動(dòng)下去，并且?guī)?dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)設(shè)計(jì)被不少人以不同的形式復(fù)制出來，但從未實(shí)現(xiàn)不停息的轉(zhuǎn)動(dòng)。

仔細(xì)分析一下就會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然右邊每個(gè)球產(chǎn)生的力矩大，但是球的個(gè)數(shù)少，左邊每個(gè)球產(chǎn)生的力矩雖小，但是球的個(gè)數(shù)多。于是，輪子不會(huì)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去而對(duì)外做功，只會(huì)擺動(dòng)幾下，便停在右圖中所畫的位置上。

熱力學(xué)發(fā)展初期，熱和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化是人們研究的主題。在工業(yè)革命的推動(dòng)下，工業(yè)上和運(yùn)輸上都相當(dāng)廣泛地使用蒸汽機(jī)。人們研究怎樣消耗最少的燃料而獲得盡可能多的機(jī)械能。甚至幻想制造一種機(jī)器，不需要外界提供能量，卻能不斷地對(duì)外做功，這就是所謂的第一類永動(dòng)機(jī)。為了解決這個(gè)問題，促使人們都去研究熱和機(jī)械能之間的關(guān)系問題。邁爾（J.R.Mayer）第一個(gè)提出了能量守恒定律，而此定律得到了物理學(xué)界的確認(rèn)，卻是在焦耳（J.P.Joule）的實(shí)驗(yàn)工作發(fā)表以后。

焦耳在1840～1848年間做了大量實(shí)驗(yàn)，測(cè)定了熱與多種能量的相互轉(zhuǎn)化時(shí)的嚴(yán)格的數(shù)量關(guān)系。以往熱的單位是cal（卡），功以erg（ 爾格）為單位，焦耳的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為1cal=4．184×10^7erg，這就是著名的熱功當(dāng)量。此后，更準(zhǔn)確地測(cè)定為4．184×10^7erg，即4．184J（焦耳）。焦耳實(shí)驗(yàn)表明，自然界的一切物質(zhì)都具有能量，它可以有多種不同的形式，但通過適當(dāng)?shù)难b置，能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，在相互轉(zhuǎn)化中，能量的總數(shù)量不變。能量守恒轉(zhuǎn)換定律的建立，對(duì)制造永動(dòng)機(jī)的幻想作了最后的判決，因而 熱力學(xué)第一定律的另一種表述為：“不可能制造出第一類永動(dòng)機(jī)”。由此可見，熱力學(xué)第一定律就是涉及熱現(xiàn)象領(lǐng)域內(nèi)的能量守恒和轉(zhuǎn)化定律。