(10)申请公布号 CN 101713387 A
(43)申请公布日 2010.05.26C N 101713387 A
*CN101713387A*
(21)申请号 200810165878.5
(22)申请日 2008.10.07
F03G 7/10(2006.01)
F01K 25/00(2006.01)
(71)申请人赵玉天
地址157000 黑龙江省牡丹江市东安区南市
政街世纪家园一区521室
(72)发明人赵玉天
(54)发明名称
麦克斯韦妖热源与制冷与空调新概念
(57)摘要
本发明麦克斯韦妖热源是系统的，彻底的推
翻能量守恒定律创造永动机的发明。根据对1871
年麦克斯韦著《热理论》一书中著名的理想实
斯真实气体的状态方程能量不守恒，从而证明吉
布斯函数能量不守恒，自由能函数能量不守恒，克
拉贝龙方程不但能量不守恒而且是创造相变潜能
的理论表述。从而证明焦耳的热功当能量守恒定
律在相变的范围内是片面的。本发明就是按克拉
贝龙方程创造了麦克斯韦妖热源-永动机，解决
了人类正在面临的能源危机。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请
权利要求书 1 页 说明书 24 页 附图 2 页
权 利 要 求 书
CN 101713387 A1/1页
1.麦克斯韦妖热源与制冷与空调新概念是在理论上系统推翻能量守恒定律的发明。从理论上讲属于科学发现，不属于专利保护的范围。但这个理论说明书中(47)式.这个相变潜热方程是创造相变潜热的数理表述，即相变潜热是在没有外界加热的条件下，无中生有，自发地产生的热量，而且这个热量可以通过说明书中的(61)式表面张力能，用创造表面张力的表面积的大小任意地获取能量。如说明书附图2麦克斯韦妖热源与制冷与空调新概念中的“6”-用于与蒸汽碰撞的同心园筒器壁产生饱和蒸汽与器壁园筒碰撞的表面积。因此，本发明的技术特征就是用说明书中的(47)式这个克拉贝龙相变潜热方程，并通过(61)式这表面张力能的可创造性，来完成任意创造相变潜热的目的。其实，没有(61)式表面张力能的实践上的参与，表面张力能也自然地存在，因为饱和液与饱和气之间，必然地要有分界面，即表面张力的表面积，只有在实践上用(61)表面张力能可任意创造，效率可任意设计。 本发明的权利要求就是保护本发明的技术特性：用说明书中的(47式)克拉贝龙方程，凡在不用外界热源的条件下而获得的相变潜热，并以经营为目的的获取效益者，即为侵权。
麦克斯韦妖热源与制冷与空调新概念
[0001] 技术领域该发明的主标题----麦克斯韦妖热源是把麦克斯韦在1871年提出的著名的假想实验工业化，成为大型的工业锅炉，带动汽轮机发电。因为是热源，在技术领域上应该是燃烧炉灶类。但是，这种热源不消耗任何燃料，本发明人认为这种发热的机理是物质分子能的自然属性，在“中国专利说明书发 行分类类目表”中只有“原子能”一项，没有“分子能利用”这一项，在当前的科学水平上，是把本发明看成是“永动机”。因此，该发明专利说明想在理论上追求系统的推翻能量守恒定律，大部分内容属于“分子物理”。在此基础上，出于同一构想，制冷与空调当然也就不消耗任何能源了。制冷工质的分子“阵势”的变换，自己发热，自己制冷。
[0002] 背景技术首先介绍什么叫麦克斯韦妖。参见1989年山东科学技术出版社出版阎康年著《热力学史》第184～185页： 『麦克斯韦在1897年发表的《热理论》一书的末尾，以《热力学第二定律的限定》为标题，从设想一个能识别和控制冷热分子运动方向的某种生物出发，设计了一个假想的实验，实际上反对了热寂说，并为此提出应当对热力学第二定律的应用加以限制。
[0003] 麦克斯韦指出，在热力学上建立的最好事实之一，就是封闭在一个既无体积变化，也无热量通过和温度与压力到处都一样的容器中的系统，不消耗功而产生温度和压力的不平衡是不可能的。这就是热力学第二定律。他认为，毫无疑问，这只有我们对大量的物体进行研究和没有能力识别或处置构成它们的分立的分子时，才是真实的。但是，如果我们设想有这样一种生物(being)，其能量是这样敏锐，以至能追踪每一个运动过程中的分子，而且这个生物的属性像我们自己一样本质上是限定了的，它能够做我们现在不能做的事。因为我们已经看到在充满空气的容器中的温度一致的所有分子是无法以一致的速度运动的，虽然其中任意选择的大量分子的平均速度是几乎准确一致的。于是麦克斯韦提出了他的著名
“现在让我们假定这一容器被一个带有小孔的间隔分成两部的理想实验一“麦克斯韦妖”：
分A和B，并且能看见单个分子的小生物打开和关闭这个小孔，以至于仅仅允许较快的分子从A通到B和仅仅允许较慢的分子从B通到A。于是它将不消耗功便能提高B的温度和降低A的温度，而与热力学第二定律矛盾”。』
[0004] 这就是说，如果能用实验把麦克斯韦妖显示出来，热力学第二定律就被推翻了。本发明人发现麦克斯韦妖的实验早已被科学家做出来了，而且通过实验也把麦克斯韦妖的性能曲线做的很细致，也把麦克斯韦妖怎样不服从热力学第二定律定量地描绘出来。这就需要引证第二个技术背景。请参见1964年人民教育出版社出版王竹溪著《热力学简程》第146『范德瓦耳斯在1873年根据他的物态方程讨论了气液两相互相转变和临界点页～148页：
的问题。范氏方程是
[0005]
[0006] 把范氏方程的等温线画出，如图1范氏气体的等温线。为叙述简单起见，我们把范氏方程代表的 气体叫做范氏气体。范氏气体的等温线分为三种类型。第一种如图1的KL 线，形状类似于波意耳定律的双曲线，这是温度较高时的情形。第二种如图1中的ACB线，
有一拐点C，在此拐点的切线与V坐标轴平等，这条曲线相当于临界温度的等温线，C点就是临界点。第三种如图1中的DPMONOQE线，线上有一极小点M和以极大点N。这是在温度低于临界温度时的情形。当温度升高，M和N点逐渐靠近；等到温度升到临界温度Tc时，这两
点重合为C点。因此，C点的温度T
C 和压强P
C
应满足下列两个方程式：
[0007]
[0008] 这两个方程式说明C点的切线与V坐标平行(即)，并且C点是等温线上的拐点(即)。
[0009] 在理论上应用自由能数据或吉布斯函数判据，可以证明在等温过程由D到E的进行中要经过一段不稳定的平衡态。这就是由P点经MON到Q点的一段。要是把这一段改为一条直线PQ，则变为稳定的平衡；这一段代表P点的物质和Q点的物质的混合体，也就是代表两相共存的情形。P点和Q点的地位由相变平衡条件确定。
[0010] 即μP＝μQ (3)
[0011] 其中μP和μQ分别为P点和Q点的化学势。但化学式等于一个克分子的吉布斯函数，故(3)式又可写为
[0012] G P＝G Q (4)
[0013] 设P点和Q点的共同压强为P*，则由G与自由能F之间的关系，G＝F+pV，可把(4)式化为
[0014] F P+p*V P＝F Q+p*V Q
[0015] 或
[0016] p*(V Q-V P)＝F P-F Q (5)
[0017] 今假设在不稳定平衡段PMONQ时，自由能F的偏微商与压强的关系，仍能遵守热力学公式
[0018]
[0019] 则积分得
[0020]
[0021] 积分符号中的p是曲线PMONQ上的压强，代入(4)式，得
[0022]
[0023] 这个方程中的左方等于图1中矩形P′PQQ′的面积，右方等于曲线PMONQ下的面积，右方的面积与左方比，在O点的左边少了一块PMO，在O点的右边多了一块ONQ，所以(6)式可以表为
[0024] 面积PMO＝面积ONQ (7)
[0025] 这个结果名为等面积法则，是由麦克斯韦首先得到的，因此名为麦氏等面积法则。』
[0026] 实际上，图1范氏气体的等温线就是麦克斯韦妖的活动曲线，兹论证如下：
[0027] 首先说明图1范氏气体等温线与麦克斯韦妖实验条件的一致性。麦克斯韦说：
“在热力学上建立的最好的事实之一，就是封闭在一个既无体积变化，也无热量通过和温度和压力到处都一样的容器中的系统，不消耗功而产生温度和压力的不平衡是不可能的”。范氏气体等温线可以在一个封
闭的容器中进行实验，这是范氏气体等温线实验与麦克斯韦妖试验第一个相一致的条件。范氏气体实验的封闭容器和体积可以保持不变，这是符合麦克斯韦妖实验无体积变化的要求的。麦克斯韦妖实验右要求“也无热量通过”，这就是说，是在绝热条件下进行实验。范氏气体等温线实验的结果得到的等面积法则，两块面积PMO和面积ONQ，一块在横坐标的上边，一块在横坐标的下边，一正一负，一个吸热，一个放热。在过程中，热量自给自足，不必从外界吸热，无热量通过，当然是绝热过程。这也说明范氏气体等温线实验与麦克斯韦妖实验物理条件的一致性。麦克斯韦妖实验还要求“温度和压力到处都一样的容器中的系统”。范氏气体等温线实验做的是物理相变的实验，是气液两相的温度和压力到处都一样的实验。这些条件都说明了范氏气体等温线与麦克斯韦妖实验物理条件完全一致。至于范氏气体的等温线实验能不能不消耗功便既提高饱和气的温度，也能提高饱和液的温度，这就要进行一番详细的讨论了。还要顺便提一下，在王竹溪著《热力学简程》第139页计算证明饱和蒸汽比热是负的。就是当饱和蒸汽温度升高时，不吸热，而是向外放热。对气液两相互相转换的过程来说，在图1范氏气体的等温线的实验中，出现的等面积法则中，一块面积PMO是液态过程，另一块面积ONQ是气态过程。当然液态的比热是饱和液的比热，是正的，而气态的比热是饱和气的比热，是负的。因此，在范氏气体等温线的实验中，面积PMO是吸热状态，面积ONQ是放热状态。至于这吸热和放热是不是正好相等，还要详细讨论。
[0028] 等面积法则的根源在于引录文件中的“今假设在不稳定平衡段PMONQ时，自由能的偏微商与压强的关系仍能遵守热力学公式
[0029] ”
[0030] 这个假设显然是荒唐的。因为在图1范氏气体的等温线上看到，在从M经过O到N
这一段，比容V是增加的，压强P也是增加的，越压越膨胀，根本不遵守热力学公式
的关系。以这种荒唐的假设为前提，算出来的结果怎能令人信服呢？所以只能把计算的结果进行验算。验算的方法就是实事求是吧。图1范氏气体的等温线中的两块面积PMO和面积ONQ是实验做出来的，在引录的文件中把PM段解释为过热液态，把QN段解释为过冷蒸汽，都是实验可观测到的。既然前者是液态，后者是气态，则把这两块面积用积分表示出来
则前者的面积是∫
P O Vdp，后者的面积是∫
O
Q PdV。其中前者是液态，不可压缩，V不变，积分
变量是dp，后者是气态，是可压缩的，积分变量是dV。为明确起见，把这两块面积的数学表达式开列如下：
[0031]
[0032] 为证明麦克斯韦的等面积法则是错误的，就得证明Vdp≠pdV。这需要通过曲折的道路才能得到证明。首先把这两块面积说成相等的根源是前面引文中的：
“今假设在经过不
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