分子動理論中講過,分子在永不停息地運動著,不論是固態、液態還是氣態,也不論溫度的高低。有人還經常拿地球的自轉、公轉為例,試圖說明存在一直在運動的物體,也就是認為宇宙中存在永動機。
永動機的英文名為Perpetualmotionmachine,從字面意義上看是永遠在動的機器。最開始命名的時候人類尚未認識到能量守恆定律(熱力學第一定律),也未認識到熱力學第二定律,那時候人們的設想就是製造一臺永遠在運動的機械來為人類做各種工作。中世紀時期的達·文西就曾設計過一種著名的「永動機」,當然這臺機械實際上轉不幾圈就會停下來。
19世紀,能量的轉化與守恆定律逐步建立了起來,人們才認識到摸索了至少幾百年的永動機之所以不能製成是因為違背了能量守恆定律。動只是現象,能量才是本質。如果人類先認識到能量守恆定律然後再有一些人試圖製造「永動機」,這樣的話「永動機」這個名字很可能就會變成其他。你認識到了地球繞著太陽年復一年地轉動,你更應該認識到地球繞太陽轉動過程中受星際物質的影響,機械能在逐漸變小。在你的生命歷程中會覺得地球一直在動,你沒有看到的是40億年前地球比現在運動的快。能量守恆在地球和太陽組成的系統內一直成立,你能夠設計出一個裝置,將行星轉動時的機械能轉化為人類需要的能量,但不論怎麼轉化,地球以及其他行星繞太陽的轉動不會違背能量守恆定律。一個人造探測器藉助木星的引力彈弓獲得了加速度,探測器的能量增加了,木星的能量也會相應地減少。
分子永不停息地運動時同樣要遵守能量守恆定律。物體的溫度升高就意味著內能增加,從微觀上看就是分子無規則運動時的平均動能增大。一個物體的分子平均動能及分子勢能的總和就是物體的內能,物體的內能可以對外做功,汽油機、柴油機等熱機就是將內能轉化為機械能的裝置。內能和機械能的轉化是有方向性的,機械能可以全部轉化為內能,而內能向機械能的轉化效率永遠不會達到百分之百。這是由熱力學第二定律決定的,不可能從一個單一熱源吸收能量使其全部轉化為有用的功而不引起其他變化。熱力學第二定律還有一種表述是:第二類永動機是不可能製成的。這第二類永動機的目的也並非是讓物體一直在動,而是想從物體那裡獲得源源不斷的能量並對外做功。它並不違背能量守恆定律,故和違背能量守恆定律的第一類永動機區分開來。