四、两种定量表述与熵再议


        “作功耗能说”为缪说，基于它的两种定量表述即“机械效率总不大于1”及“机械效率总小于1”也都是错误的。
仅“布朗永动机”机械效率趋向于无穷大的事实，已有力地驳倒了它们。

        因此当如何回答：“机械效率总不大于1或总小于1吗”这一问题呢？应有：【机械效率可以达到无穷大】才为
符合事实真相的正确答案，它也才是符合能量守恒定律的结论。

        下面再以【任何作功过程不消耗能量】的结论出发，与大家一起分析几类“违背”“熵增原理”且机械效率均
大于1的物理现象：

        [例证3]

    在理想状态下：光滑水平面上有排成一直线等距离的无数相同弹性球。向第一球作1焦耳功令其获得1焦耳动
能后它与第二球发生正碰、随即完全弹性碰撞连续发生......。此无数弹性球构成的孤立系统具有机械能始终
为1焦耳。

        [问]：若称第一球为“弹性球推进器”，其机械效率几何?

        [分析]

    在理想状态下，题设过程中各球按序获得1焦耳动能后都要向下一球发生正碰作功，作功值均为1焦耳。将第
一球对第二球作的功、第二球对第三球作的功、......第（n-1）球对第n球作的功、第n球对第（n+1）球作的功、
第（n+1）球对第（n+2）球作的功、......相加起来为输出功，可得输出功为无穷大!而由题意可知机械输入功
为1焦耳。因此“弹性球推进器”机械效率：

        η=机械输出功/机械输入功=∞/1=∞。

        即其机械效率无穷大!

        [答]：“弹性球推进器”机械效率为无穷大。

    受“作功耗能说”束缚的经典理论分析此“弹性球推进器”的作功过程时，只能承认第一球对第二球作的1焦耳功
为机械输出功。但存无法自圆其说的多重矛盾，如：

    ①功的原理数学表达式为：W总＝W有用＋W额外。若“弹性球推进器”的输出功是第一球对第二球作的1焦耳功等
值于总功，那么后继过程的无穷大功既非有用功，又非额外功，当为什么功？

    ②第一球对第二球作1焦耳功后，有人牵强地将后继连续正碰过程解释为不作功的能量传递过程。其实后继的连
续正碰都是无可置疑的作功过程（可对照“功”的定义判定）。

        ③有人认为若输出功值超过了总功值，必然创生了能量。其实此理想状态的孤立系统被机械能守恒定律制约，以
接续不断作功保持机械能值不变是必然结果。此弹性球连续碰撞的现象能显示作功不消耗能的客观规律！

        ④每每具有1焦耳动能的弹性球与相同的静止球正碰时作1焦耳功，弹性碰撞后静止球获得1焦耳动能。此事实不正
揭示了做功不耗能的自然规律吗？！

        此例也为“机械效率总小于1或总不大于1”断言的反例，为“熵增原理”无法自圆其说的“第一类物理现象”，称为：

   【理想状态下孤立系统熵恒定的现象（伴随系统内不断作功过程；机械效率无穷大）】

        [例证4]

    水平面上有排成一直线等距离的5个相同的塑料球。向第一球作1焦耳功令其获得1焦耳动能后它与第二球发生正
碰、随即正碰连续发生（均为非弹性碰撞）。且测定：第一球获1焦耳能后与第二球正碰，向它输出功约为0.8焦耳；
以下依序正碰输出功分别约为：0.64焦耳；0.51焦耳；0.41焦耳。

        [问]：若称第一球为 “塑料球推进器”，其机械效率几何（以近似值计算）?

        [分析]

    得：1焦耳为机械输入功；（0.8+0.64+0.51+0.41）焦耳为机械输出功。

        “塑料球推进器”机械效率：

        η=机械输出能/机械输入能=[（0.8+0.64+0.51+0.41）÷1]×100%=2.36%

        [答]：“塑料球推进器”机械效率为2.36%

    获得1焦耳动能后的塑料球系统可视为处于孤立系统内，其事实也否定了孤立系统熵制约下“机械效率总小于1”的断
言。也就是说即使在非理想状态下熵增过程也可以比传统结论缓慢得多。其实它作功过程的停止非因“消耗能量”，而因
机械能渐渐转换为热能之故。此即“第二类物理现象”，称为：

   【孤立系统熵缓增的现象（伴随系统内作功过程；机械效率可大于1的若干倍）】

        [例证5]（对[例证2]再讨论：前已知其非“耗能过程”，在此着重对比它与“熵增原理”结论的差异）

    静置之玻璃杯内与外界处热平衡的水中仅悬浮着一颗直径约10[-3次方]厘米的密度与水相同的布朗微粒（它为宏观
物体）。......微粒克服粘滞力作功其动能向水中耗散；随之水分子产生的涨落驱动力对微粒作功其动能增加......如
此循环往复无止无休。视能够对微粒持续不断作功的水为机械（若微粒所具动能的最大值平均为T，最小值平均为T’）。

        [问]：此“布朗永动机”的物理过程与“熵增原理”有何冲突？

        [分析]

    在水与布朗微粒构成的孤立系统中：微粒因不断克服粘滞力作功机械能减少,此为有序趋向混乱的过程──系统熵增大;
在混乱运动的水分子产生的涨落驱动力作用下,构成布朗微粒的大量分子之集合体作定向运动的机械能又增大,此为混乱趋
向有序的过程──系统熵减少;......如此周而复始永不止息,系统熵值沿时间轴呈波浪线变化(因微粒受力的不确定性,此曲
线的周期、振幅、线形等不规则)。此与“熵增原理”给予的孤立系统熵值沿时间轴渐升至最大值的曲线完全不同，即“第三
类物理现象”，称为：

   【孤立系统熵值呈现波浪线变化现象（伴随系统内不断作功过程；机械效率无穷大）】

        若将此熵图象上任一熵值下降时段对应的过程分割出来，即“第四类物理现象”，称为：

        【孤立系统熵减现象（伴随系统内作功过程：它是自发的熵减现象，机械在不花代价的情况下输出能）】

        [例证6] （[例证2]的单微粒“布朗永动机”“作功不耗能”。此例无数微粒的“布朗永动机”不过是前者的叠加，同样是
“作功不耗能”的）

        在有无数布朗微粒的气态或液态孤立系统中熵达最大值后仍能对布朗微粒持续不断地作功（可参阅论文“永动机是可以
制成的”中“二、布朗永动机”部分）。此即“第五类物理现象”，称为：

        【孤立系统熵恒定的现象（伴随系统内不断作功过程；机械效率无穷大）】

        由上述“违背”“熵增原理”的“五类物理现象”足以知道：被“作功耗能说”束缚的熵理论面对事实时是“捉襟见肘”“难以成
立”的。此五类现象均非“作功耗能”过程。

        实际上，一切人们原以为合乎“作功耗能说”传统理论的事实，均非“作功耗能”过程！是司空见惯见怪不怪的传统的错误
观念形成的“思维定势”遮掩了事实真相！上面有限的个例或许有助于人们发现此类错误。