永动机和第一代开尔文男爵威廉·汤姆森

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永动机和第一代开尔文男爵威廉·汤姆森之间的区别

永动机 vs. 第一代开尔文男爵威廉·汤姆森

永动机是一类所謂不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。历史上人们曾经热衷于研制各种类型的永动机，其中包括达芬奇、焦耳这样的学术大師。在热力学体系建立后，學界認定永动机相悖於热力学基本原理的设想，而將之從正統學術界中排除。然而永动机的研究者始終未曾間斷。从一个侧面也可以认为，人类对永动机的热情以及制造永动机的种种实践，推动了热力学体系的建立和机械制造技术的进步。 1775年法国科学院通过决议，宣布永不接受永动机。现在美国专利及商标局严禁将专利证书授予永动机类申请。 2017年證實了時間晶體的存在，其原子運動無需任何外界能量來維持，符合「永動」的字面定義，但其能量在加入額外的能量前不可能被利用。如果時間晶體的熵不夠高，晶體可能會四散成粒子，因為後者才有更高的熵值，雖然這可能需要很久的時間。. 威廉·湯姆森，第一代開爾文男爵（William Thomson, 1st Baron Kelvin，），即开尔文勋爵（Lord Kelvin），在北爱尔兰出生的英國数学物理学家、工程师，也是热力学温标（絕對溫標）的发明人，被稱為熱力學之父。在格拉斯哥大学时他与进行了密切的合作，研究了电学的数学分析、将第一和第二热力学定律公式化，和把各门新兴物理学科统一为现代形式。他被广为人知是由于他认识到了温度的下限，也就是绝对零度。 他对电报机所作出的贡献使他开始出名并带给他财富和荣誉。先是因为在横跨大西洋的电报工程中所作出的贡献，他在1866年獲得爵士頭銜。到1892年，由於他在热力学方面的工作，以及反对爱尔兰自治的作為，使他被封為拉格斯的开尔文男爵（Baron Kelvin, of Largs in the County of Ayr），所以他通常被称为开尔文男爵，这个头衔来自于流经他在苏格兰格拉斯哥大学实验室的开尔文河。受爵後，他因而成為首位进入英国上议院的科学家。 他的住宅是位于克莱德湾拉格斯的Netherhall ，这是一座雄伟的红色砂岩大厦。 为表彰和纪念他对热力学所作出的贡献，热力学温标的单位为开尔文。.

尼古拉·卡诺

尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺（Nicolas Léonard Sadi Carnot，），法国物理学家、工程师，常被形容為“熱力學之父”。尼古拉·卡诺在1824年6月12日发表了他唯一的出版著作《论火的动力》（《Reflections on the Motive Power of Fire》）。卡诺在这部著作中提出了卡诺热机和卡诺循环概念及“卡诺原理”（现在称为卡诺定理）。在卡诺的一生中，他的研究不曾引起外界关注。卡诺生前的好友罗贝林（Robelin）在法国《百科评论》杂志上曾经这样写道：“卡诺孤独地生活、凄凉地死去，他的著作无人阅读，无人承认。”不过後來他的理论被鲁道夫·克劳修斯和威廉·汤姆森重新陳述，是建立热力学第二定律的正式定義熵的概念的重要基础。《论火的动力》这部著作也成为热力学成为现代科学的标志。1832年，他染上了流行性霍乱，在同年8月24日被夺去了生命，病逝于巴黎，年仅36岁。.

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工程师

工程师（Engineer）是指那些在工程专业领域的人，他们使用科学知识来驾驭技术以解决实际问题，并以此为职业。.

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热力学第二定律

热力学第二定律（second law of thermodynamics）是热力学的三条基本定律之一，表述热力学过程的不可逆性——孤立系统自發地朝著熱力學平衡方向──最大熵狀態──演化，同样地，第二类永动机永不可能实现。 這一定律的歷史可追溯至尼古拉·卡诺对于热机效率的研究，及其于1824年提出的卡诺定理。定律有许多种表述，其中最具代表性的是克劳修斯表述（1850年）和开尔文表述（1851年），这些表述都可被证明是等价的。定律的数学表述主要借助魯道夫·克勞修斯所引入的熵的概念，具体表述为克劳修斯定理。 虽然这一定律在热力学范畴内是一条经验定律，无法得到解释，但随着统计力学的发展，这一定律得到解释。 这一定律本身及所引入的熵的概念对于物理学及其他科学领域有深远意义。定律本身可作为过程不可逆性及时间流向的判据。而路德维希·玻尔兹曼对于熵的微观解释——系统微观粒子无序程度的量度，更使这概念被引用到物理学之外诸多领域，如信息论及生态学等。.

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焦耳

耳（簡稱焦）是國際單位制中能量、功或热量的導出單位，符号為J。在古典力學裏，1焦耳等於施加1牛頓作用力經過1公尺距離所需的能量（或做的機械功）。在電磁學裏，1焦耳等於將1安培電流通過1歐姆電阻1秒時間所需的能量。焦耳是因紀念物理學家詹姆斯·焦耳而命名。 以其它單位表示， 1焦耳也可以定義.

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詹姆斯·焦耳

#重定向 詹姆斯·普雷斯科特·焦耳.

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能量

在物理學中，能量（古希臘語中 ἐνέργεια energeia 意指「活動、操作」）是一個間接觀察到的物理量。它往往被視為某一個物理系統對其他的物理系統做功的能力。由於功被定義為力作用一段距離，因此能量總是等同於沿著一定的長度阻擋某作用力的能力。 一個物體所含的總能量奠基於其質量，能量如同質量一般，不會無中生有或無故消失。能量就像質量一樣，是一個純量。在國際單位制（SI）中，能量的單位是焦耳，但是在有些領域中會習慣使用其他單位如千瓦·時和千卡，這些也是功的單位。 A系統可以藉由簡單的物質轉移將能量傳輸到B系統（因為物質的質量等效於能量）。然而，如果能量不是藉由物質轉移而傳輸能量，而是由其他方法轉移能量，將會使B系統產生變化，因為A系統對B系統作了功。這功表現的效果如同於一個力沿一定的距離作用在接收能量的系統裡。舉例來說，A系統可以藉由轉移（輻射）電磁能量到B系統，而這會在吸收輻射能量的粒子上產生力。同樣的，一個系統可能藉由碰撞轉移能量，而這種情況下被碰撞的物體會在一段距離內受力並獲得運動的能量，稱為動能。熱可以藉由輻射能轉移，或者直接藉由系統間粒子的碰撞而以微觀粒子之動能的形式傳遞。 能量可以不表現為物質、動能或是電磁能的方式儲存在一個系統中。當粒子在與其有交互作用的力場中受外力移動一段距離，此粒子移動到這個場的新位置所需的能量便如此的被儲存了。當然粒子必須藉由外力才能保持在新位置上，否則其所處在的場會藉由釋放儲存能量的方式，讓粒子回到原來的狀態。這種藉由粒子在力場中改變位置而儲存的能量就稱為位能。一個簡單的例子就是在重力場中往上提升一個物體到某一高度所需要做的功就是位能。 任何形式的能量可以轉換成另一種形式。舉例來說，當物體在力場中，因力場作用而移動時，位能可以轉化成動能。當能量是屬於非熱能的形式時，它轉化成其他種類能量的效率可以很高甚至達百分之百，如沿光滑斜面下滑的物體，或者新物質粒子的產生。然而如果以熱能的形式存在，則在轉換成另一種型態時，就如同熱力學第二定律所描述的，總會有轉換效率的限制。 在所有能量轉換的過程中，總能量保持不變，原因在於總系統的能量是在各系統間做轉移，當某個系統損失能量，必定會有另一個系統得到這損失的能量，導致失去和獲得達成平衡，所以總能量不改變。這個能量守恆定律，是十九世紀初時提出，並應用於任何一個孤立系統。(其後雖有質能轉換方程式的發現，但根據該方程式，亦可以把質量視為能量的另一存在形式，所以此定律可說依舊成立)根據諾特定理，能量守恆是由於物理定律不會隨時間改變而得到的自然結果。 雖然一個系統的總能量，不會隨著時間改變，但其能量的值，可能會因為參考系而有所不同。例如一個坐在飛機裡的乘客，相對於飛機其動能為零；但是相對於地球來說，動能卻不為零。.

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英国

大不列颠及北爱尔兰联合王国（United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland），简称联合王国（United Kingdom，缩写作 UK）或不列颠（Britain），中文通称英国（中文世界早期亦称英联王国），是本土位於西歐並具有海外領地的主權國家，英國為世界七大國之一，位于欧洲大陆西北面，由大不列颠岛、爱尔兰岛东北部分及一系列较小岛屿共同组成。英国和另一国家唯一的陆上国境线位于北爱尔兰，和爱尔兰共和国相邻。英国由大西洋所环绕，东为北海，南为英吉利海峡，西南偏南为凯尔特海，同爱尔兰隔爱尔兰海相望。该国总面积达，为世界面积第80大的主权国家及欧洲面积第11大的主权国家，人口6510万，为全球第21名及歐洲第3名。 英国为君主立宪国家，采用议会制进行管辖。其首都伦敦为全球城市A++级别和国际金融中心，大都会区人口达1380万，为欧洲第三大和欧盟第一大。现在位英国君主为女王伊丽莎白二世，1952年2月6日即位。英国由四个构成国组成，分别为英格兰、苏格兰、威尔士和北爱尔兰，其中后三者在权力下放体系之下各自拥有一定的权力。三地首府分别为爱丁堡、加的夫和贝尔法斯特。附近的马恩岛、根西行政区及泽西行政区并非联合王国的一部分，而为王冠属地，英国政府负责其国防及外交事务。 英国的构成国之间的关系在历史上经历了一系列的发展。英格兰王国通过1535年和1542年的《联合法令》将威尔士纳入其领土范围。1707年的条约使英格兰和苏格兰王国联合成为大不列颠王国，而1801年后者则进一步同爱尔兰王国联合成为大不列颠及爱尔兰联合王国。1922年，爱尔兰的六分之五脱离联邦，由此便有了今日的大不列颠及北爱尔兰联合王国。大不列颠及北爱尔兰联合王国亦有14块海外领地，为往日帝国的遗留部分。大英帝国在1921年达到其巅峰，拥有全球22%的领土，是有史以来面积最大的帝国。英国在语言、文化和法律体系上对其前殖民地保留了一定的影响力，因而吸引許多以前英聯邦的移民前來居住。 英国为发达国家，以名义GDP为量度为世界第五大经济体，以购买力平价为量度为世界第九大经济体。英国同时还是世界首个工业化国家，在1815年-1914年为世界第一强国，现今仍是強國之一，在全球范围内的经济、文化、军事、科技和政治上有显著影响力。英国为国际公认的有核国家，其军事开支位列全球第五 (IISS)。自1946年以来，英国即为联合国安全理事会常任理事国，而自1973年以来即为欧洲联盟（EU）及其前身欧洲经济共同体（EEC）的成员国，同时还为英联邦、欧洲委员会、七国财长峰会、七国集团、二十国集团、北大西洋公约组织、经济合作与发展组织和世界贸易组织成员国。2016年英國脫離歐盟公投中，英国民众决定脱离欧盟，但因間接影響全球經濟，所以並未得到多數國家支持。.

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