永动机在人类历史上是一个令无数人神往的传奇,它曾让许多大名鼎鼎的科学家为之痴迷。这种机器不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功,如图34-1所示。在人们还没有掌握基本的自然规律时,永动机就像是一个梦,吸引了许多像达芬奇、焦耳这样的学术大家,他们为之付出了大量的智慧和劳动。
图34-1 永动机模型
根据能量守恒定律,能量不可能无中生有,凭空产生,它只能从一种形式转换成另一种形式。而人们想象出来的这种不消耗能量的机器(第一类永动机)实际上是一件不可能的事情,是一种无法实现的假想。
说到第一类永动机,马上就会让人想到一定还会有第二类永动机。那么什么是第二类永动机呢?在没有温度差的情况下,从自然界中的海水或空气中不断吸取热量并使之连续地转变为机械能的机器,也就是这种想象中的热机被称为第二类永动机。它虽然不违反能量守恒定律,但因为机械能和内能的转化具有方向性,因此也是不可能实现的。
所以,永动机只是一个幻想,抑或说是一个传奇,是人类为了节约地球资源、居安思危的一种探索。但是随着人类科技的不断进步和思路的不断开拓,现在人们已经开始从科学的角度来研制永不停息的机器了,而在其所需要的能源中最具有代表性的就是太阳能的利用。
航空母舰在一个国家军事方面的重要性是不言而喻的。我国在乌克兰“瓦良格”号的基础上改装的“辽宁号”航空母舰(见图34-2),在提升了我国国防力量的同时,还实现了我国舰船史上零的突破。
图34-2 “辽宁号”航空母舰
航空母舰的作用之一就是提升了舰载战斗机的作战半径,而之所以用航空母舰来承载战斗机,就是因为飞机的油箱储油有限,无法满足飞机长距离飞行的要求。因此,如果能够找到一种可以不间断地为飞机提供动力的能源来代替燃油,就可以彻底解决提高飞机续航能力的问题。那么,这个新能源是什么呢?答案是,非太阳能莫属。如果飞机可以利用太阳能作为动力,也就是说,如果太阳能飞机(见图34-3)可以一直暴露在阳光下,始终接受太阳的沐浴,而来自太阳的能量源源不断,那么太阳能飞机就能长久地翱翔在蓝天白云下。这是不是也可以称为另一种类型的永动机呢?(www.xing528.com)
图34-3 太阳能飞机
2009年,瑞士研制出了“阳光动力号”太阳能飞机,并实现了36h连续飞行。英国凯奈蒂克国防技术公司得意之作“西风”太阳能动力飞机在2010年也全天候不间断飞行了7天。
太阳能飞机上如果有较大的铺设太阳能电池的表面积,就可以获得足够的能量,因此加大太阳能飞机的机翼面积是个不错的办法。图34-4和图34-5所示是两种正在研制的太阳能飞机的外形。
图34-4 新型太阳能飞机(一)
图34-5 新型太阳能飞机(二)
这些看似奇怪的飞机外形是否真能满足科学家和工程师们对太阳能飞机的要求呢?也许在将来的某一天,人们会有更加意想不到的创意被转化为现实。
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