有一位名叫Valeriy Ivannov的旅居(或许已移民)加拿大的乌克兰工程师在youtube上发布了上百个永动机的视频。很多人对他表示质疑,他也不加辩解,反而说他只是为了引起年轻人对科技的兴趣。我觉得他的视频中至少有一些的可信度非常大(我说“至少有一些”是因为我不但没有亲手做过他的实验,而且只看了其中很少的几个,因此不敢打100%的保票)。这里我来替他对其中的一个与流体的虹吸现象有关的视频做一下解释:
这个视频含有几个永动机,我这里为他解释的是第一个被称为由Robert Boyle (1627-1691)发明的Self-flowing Flask的永动机。
这个永动机的原理是流体力学中伯努利定律:
其中ρ是流体密度,v是速度,g是重力加速度,h是高度,p是压强。因为锥形容器口径远大于吸管口径,所以锥形容器中的流体表面速度基本为零,设该处高度为零,则可认为该处压强为一个大气压,而吸管出口处的速度和高度都不为零,因此其压强小于一个大气压,所以在流体虹吸原理的作用下,流体便会从锥形容器中压向吸管的出口,随后又在重力作用下回到锥形容器中。如果忽略流体的挥发,这个机器就可以实现永动。
所以,这里的基本条件是
- 流体的挥发性要小;
- 吸管出口的高度不能太大。否则会有两个不利的因素:a)管中的流体重力差可能会大于大气压,这时虹吸效应就难以产生;b)高度大会加重流体挥发。
至于对于流体的粘性和密度以及表面张力等物理特性有什么要求,我就不清楚了,反正如果满足上面两个条件,只要粘度不过大(伯努利定律是所谓的无粘流体的定律),应该就能实现长时间的“永动”。
很多人之所以无法面对真实的“永动机”(或“长动机”)是因为长期被无知的科棍们洗脑的结果。。。。对我来说,如果一个机器可以自行运转1年而不需要外加的动力,我完全没问题接受它为永动机,不论那些对科学一知半解的科棍胡扯什么
为了帮助难以解释永动机的读者们挣脱长期被洗脑而产生的思想束缚,建议大家可以这样来理解为什么这个Robert Boyle Flask可以是真实的永动机(或长动机):
你可以想象将那个吸管口从锥形容器上方挪开,让它对准另外一个地方,这就是比较大家比较熟悉的典型的虹吸现象了。比如你从Pep Boys店里买一根虹吸管插在你的汽车的油箱里,你就可以将其中的油吸出。过去偷油贼常用这种方法偷油。
然后你用另一个液体来源(比如一个自来水管)不断地向锥形容器中灌水以保持锥形容器中的液面不变。这样一来,只要你相信虹吸管可以将油箱里的油吸出来,你就应该相信这样的装置是可以一直运行的,只要你那个液体来源中有充足的液体。
当你能接受这样的装置在液体来源中有足够的液体的前提下可以一直运行下去之后,你再想象把那个吸管的出口挪回到锥形容器的上方的话,就可以帮你治愈被洗脑后的无法解释Robert Boyle Flask是永动机(或长动机)的症状了。
这还没完。在Robert Boyle Flask这个议题上,科棍的”永动机不可能“的洗脑后遗症的另一个典型的症状是声称即便Robert Boyle Flask可以一直自行运转下去它也仍然不是一个永动机因为我们无法从中获取能量(这是网上一位有着百万粉丝的youtuber在他的失败了Robert Boyle Flask的视频中声称的)。这个症状其实不难治疗,只要你想象把视频中的锥形容器的口径放大十倍,然后在吸管口与容器口之间装一个微型玩具发电机(必须是那种可以真正发电的,即其中带有磁铁和线圈的)的叶片转轮,让从吸管口落下的流体先打到叶片上,再落在锥形容器中,那样的话,只要液体挥发性很小而且空气湿度够大(以将进一步减小液体挥发)Robert Boyle Flask就可以“永”不停止地发电。
这里之所以要增大锥形容器的口径是为了要防止液体打到叶片上溅出出容器。另外,如果叶片转动阻力足够小,不必让整注水流打到叶片上,只要擦一个边即可。