形形色色的永动机

自古以来，人类就使用水力来抽水，或者通过安装在河流上的水车将研磨机推成粉末。有些人想象:“如果水车抽取的水被用来驱动水车，那么就不需要河流了，水车可以永远行驶？”(下图)。如果这个想法实现了，一个梦想装置(水轮)将诞生，它提供自己的能源(水)，并且不会停止独自运行。自古以来，人类就使用水力来抽水，或者通过安装在河流上的水车将研磨机推成粉末。有些人想象:“如果水车抽取的水被用来驱动水车，那么就不需要河流了，水车可以永远行驶？”(下图)。如果这个想法实现了，一个梦想装置(水轮)将诞生，它提供自己的能源(水)，并且不会停止独自运行。

用输送到高处的水来推动持续运转的“永动机”。

这是17世纪人们开发的一种永久性水轮。德国技术人员贝克勒在他的书中介绍说，水轮(图中的H)驱动右边的研磨机(M)通过齿轮研磨谷物。同时，推动左侧装置(Q)将水送到高处。目的是再次推动水轮，将水送到高处。人们想象通过这种方式，水车将能够自动运行。

像这个水轮一样，它被称为“永动机”，可以在没有外力或燃料的情况下运行。16世纪下半叶，以欧洲为中心的永动机研究一度风靡一时。然而，现实是残酷的，他们都没有成功。

博伊尔永动机

一些著名的科学家也开发了永动机。英国化学家罗伯特·波义耳(1627 ~ 1691)，以他的波义耳定律(描述气体的体积和压力之间的关系)而闻名，发展了利用毛细现象的波义耳永动机(见下图)。

博伊尔永动机

毛细现象，由于水的表面张力，水面会沿着容器壁上升。因此，在这台永动机中，水将被细玻璃管吸起。然而，水会循环吗？不，水不会离开容器壁并持续流出管子。

圆盘+铁球=永动机？

如下图所示，放置在中间的铁球会产生一个力矩，使磁盘顺时针旋转。有些人认为只要你顺时针向下推，圆盘就会继续旋转。

然而，内球的逆时针扭矩和顺时针扭矩作为一个整体是平衡的。因此，一旦他将手从圆盘上推开，圆盘就停止转动。

磁球永动机

如下图所示，被磁铁吸引的铁球爬上轨道，然后从洞里掉下来。它能再次爬上跑道并重复这个动作吗？

事实上，如果磁铁很强，铁球会直接被磁铁吸引，或者它会直接掉进洞里，停在轨道上磁力和滑动力平衡的位置。如果磁铁很弱，铁球可能无法爬上轨道。

浮力永动机

下图。在串在一起的浮体中，只有右边的浮体受到浮力的作用。他们能继续逆时针转动吗？

为了将浮子压入水槽底部，它需要比水槽底部承受的水压更大的力(假设没有考虑底部的漏水)。水槽中的浮子不会受到比它所受到的水压更大的浮力(使装置逆时针旋转的力)。

以上是人们开发的各种永动机的例子。无论是重力、毛细现象、磁力还是浮力作为动力源，它们都以失败告终。

文艺复兴时期的画家列奥纳多·达·芬奇(1452 ~ 1519)，有着深厚的科学造诣，也画过永动机的草图，但他断定“这样的装置是不可能的”。

永动机确实在外部工作，也就是说，它把能量转移到外部，这相当于它产生能量并持续向外部提供能量的能力。这显然违反了能量守恒定律，能量守恒定律既不增加也不减少能量。在能量的概念建立之前，人们的主流理解是自然界的所有事物都可以自发运动，就像水推动水轮一样。因此，人们假设自然会产生一种能量供人们使用，而这种产品就是研究永动机的。

能量守恒定律的出现否定了所有以前自动产生能量的永动机。违反“能量守恒定律”(热力学第一定律)的永动机被称为“第一种永动机”。上面提到的这些永动机都是第一种永动机。