热力学第二定律是建立在对实验结果的观测和总结的基础上的定律。虽然在过去的一百多年间未发现与第二定律相悖的实验现象,但始终无法从理论上严谨地证明第二定律的正确性。自1993年以来,Denis J.Evans等学者在理论上对热力学第二定律产生了质疑,从统计热力学的角度发表了一些关于“熵的涨落“的理论,比如其中比较重要的FT理论。而后G.M.Wang等人于2002在Physical Review Letters上发表了题为《小系统短时间内有悖热力学第二定律的实验证明》。从实验观测的角度证明了在一定条件下热,孤立系统的自发熵减反应是有可能发生的。
一部分人认为麦克斯韦-玻尔兹曼分布——溶液随深度的增加,溶质、溶剂浓度增加。意味着热溶质的渗透压增加,渗透压能抵消溶液密度大于水的密度所产生的压强差。这样永动机就不成立。依照这部分人的说法,溶液密度小于溶剂水的密度,溶质的浓度随深度增加而增加。此时,渗透压能加大溶液与水的密度差而产生的压强差。这样永动机就成立。显而易见,这部分人的说法是不正确的。热力学第二定律是在一定条件下得出的结论。它和流体永动机没有交集。因为热力学第二定律推出不存在永动机的结论是不够严谨的结论。所以永动机的存在与否有争议。
综上所述:保守力场重力能与分子力相互抵消。根据牛顿三大定律和实际气体的知识等可知,液体分子的扩散力的合力为零。即溶液中,溶质的渗透压处处相等。
在连通器中,流体产生的力和所受的力具有一定的对称性。也就是说流体产生的力和所受的力的合力为零。从相对论的等效原理中可知:水溶液和水的密度差产生了压强差(e1-e2)gh3。假设半透膜的面积是S;流体永动机的输出压强是PS;流体所受的流体阻力是kv。力学平衡和能量守恒等知识有:溶质扩散增加的重力势能与减少的重力势能(减少的重力势能是一部分转化为其它形式的能,另一部分克服摩擦力做功)相等。也就是压强差(e1-e2)gh3产生的势能分成相等的两部分。即1/2(el-e水)v^2S=1/2(el-e水)gh3S=PS kv小于扩散产生的压强nRT/V。又因为伯努利方程(浓度和面积不变,意为着浓度和流量不变)。扩散所受的阻力是f。简化有:公式1/2(e1-e2)Sv^2 PS kv 0和nRT/V=1/2(el-e水)v^2 f/S。即具有一定结构的连通器的流体永动机能产生一定的输出功率。
题外话:气体分子的作用力(张力和气体的吸附力等)、气体的扩散、汽车的搅动和气体的浮力是雾霾产生的原因。汽车尾气的吸附力产生大颗粒物质。气体的扩散、汽车的搅动和气体的浮力增加大颗粒物质的产生速度并延长大颗粒物质在空气的停留时间,形成雾霾。2100433B