布朗棘轮
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布朗棘轮（Brownian ratchet），又称费曼棘轮，由波兰物理学家玛丽安·斯莫卢霍斯基于1912年提出的永动机构想[1]，因物理学家理查德·费曼于1962年的讲座中传播开来[2]。
如图，一个浸在水中的桨轮上连接一个微小的棘轮。因棘轮只能单方向转动，由于分子的布朗运动，当分子随机与桨轮碰撞时，桨轮只能往一个方向转，而且可用来做功，例如举起一个小砝码。 这样一来只要使用简单的棘轮，像是用掣子（pawl）咬住齿轮，就可以让桨轮永远转动下去。
但费曼自己证明了他的布朗棘轮必须要有一个微小的掣子，能随分子的碰撞而动。当棘轮和掣子的温度与水相同时，这个微小的掣子三不五时就会失效，而无法产生净移动。当温度低于水温时，桨轮就有可能只往一个方向转动，此时耗的能来自于温度梯度，并未违反热力学第二定律。
参考资料[编辑]
- ^ M. von Smoluchowski (1912) Experimentell nachweisbare, der Ublichen Thermodynamik widersprechende Molekularphenomene, Phys. Zeitshur. 13, p.1069 cited in Freund, Jan (2000) Stochastic Processes in Physics, Chemistry, and Biology, Springer, p.59 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ Feynman, Richard P. The Feynman Lectures on Physics, Vol. 1
. Massachusetts, USA: Addison-Wesley. 1963. Chapter 46. ISBN 978-0-201-02116-5.
