一种磁场分解热运动的分子获取能源的方法与流程

所属技术领域

本发明涉及一种分解分子的方法，尤其是一种利用磁场及环境热能分解分子，得到分解物，分解物其中一种是能源物质的方法。

背景技术：

目前，分解分子有多种方法，比如水分子可以使用电解法，还有高温分解法等，其他分子也一样，但不管哪一种方法，分解反应一般都需要吸收一定的能量。

在科技日新月异的今天，能源的需求量大增，由于人们焚烧石油、煤炭、天然气、木材等燃料，会产生大量的二氧化碳，二氧化碳是一种温室气体，这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度透过性，而对地球发射出来的长波辐射具有高度吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，导致地球温度上升，即温室效应。同时以煤、石油、天然气、木材等为主的燃料产生的巨大热量最终排放在空气中，也加剧了全球气候变暖。据统计，2015年至2019年，是自有记录以来最热的5年，目前还没有减弱的迹象，全球升温幅度需控制在1.5摄氏度以内，我们已经用去了1摄氏度左右，还剩0.5摄氏度，如果控制不了，地球将在2030年之后迎来疯狂的毁灭性气候，全球变暖会使全球降水量重新分配，会造成冰川和冻土消融、海平面上升、大量动植物灭绝等，不仅危害自然生态系统的平衡，还威胁人类的生存。为此，人类强调使用太阳能、水能、风能、海洋能等再生能源，但可再生能源的能量密度大多数比较低，目前的开发成本仍然较高，且分布不均，同时输送成本较高，所以目前世界的能源结构主要是非再生能源。在能源结构中，核电是其中的一种，目前主要是通过裂变产生能量用于发电，由于核裂变容易产生核污染，同时核裂变产生的能量也是加速升温的，不宜广泛使用，人类又把希望投向了可控核聚变，可控核聚变能量密度大，不产生污染，是非常清洁的能源，但离实用性还比较遥远，同时可控核聚变虽然清洁，但大量使用也会直接导致地球温度大幅升高。即清洁又不排放温室气体、又不会使地球温度升高的能源，那就是环境热能。环境热能含量很大，常温下一间普通房屋中的空气含有的热能可供1千瓦的电炉工作4小时左右，同样体积的水所含有的热能，可供1千瓦的电炉工作100天左右。环境热能虽然很大，但根据热力学理论，我们要想利用环境热能，必须找一个冷源，没有冷源，单一热源是不能完全转变为有用的功而不产生其他影响，这是热力学第二定律的一种表述，所以环境热能一直无法使用。麦克斯韦妖是1871年由英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦为了说明违反热力学第二定律的可能性而设想的一个妖怪，该妖神通广大，能探测并控制单个分子的运动速度和方向，以便将速度快与慢的分子分开。典型的应用方案是：将一个绝热容器分成相等的a、b两格，中间是由妖控制的一扇小门，容器中的空气分子作无规则热运动时会向门上撞击，门可以选择性地将速度较快的分子放入一格，较慢的分子放入另一格，分子运动速度快的一格就会比运动速度慢的一格温度高，再利用此温差，驱动热机做功，这也是第二类永动机的一个范例，看起来很简单，其实你无法成功，因为：妖要了解每一个分子的速度和方向并计算，这一过程需要耗散能量，同时开关门也需要耗散能量，为实现这一过程消耗的能量一般都大于得到的能量，所以物理学家至今没有找到一个称职的麦克斯韦妖，也就是无法利用空气、水等含有的巨大的环境热能。

技术实现要素：

为了现有技术无法利用无污染的环境热能的缺点，本发明提出了一种磁场分解热运动的分子获取能源的方法以解决此问题，其积极效果是：采用一种磁场分解热运动的分子获取能源的方法，可以直接利用环境热能及永久磁场分解分子获取能源，不产生温室效应和污染物，非常环保。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的一种磁场分解热运动的分子获取能源的方法，其步骤是：将气体分子置于高强度的永久磁场中，使气体分子能自由地做杂乱无章的热运动，气体分子中的带正电的原子核、核外电子都受到洛伦兹力，一个分子中所有带正电的原子核和核外电子受到的洛伦兹力大小相等，方向相反，就能对速度较大、运动方向垂直于磁场方向的部分气体分子分解，同时吸收环境热能；将得到的分解物进行化合反应，得到分解前的物质和热能；将生成的该物质的气体分子导入永久磁场中分解，重复以上过程，这一过程周而复始，就实现了气体分子吸收环境热能分解为可燃烧的能源物质。

附图说明

下面是附图的简要说明（图中以水蒸气为工作物质举例说明）。

图1是本发明一种磁场分解热运动的分子获取能源的方法的水分子中各粒子受力示意图。

图中1.氢核，2.氧核，3.电子，4.磁场方向，5.水分子热运动方向，6.氢核受力方向，7.电子受力方向。

图2是本发明一种磁场分解热运动的分子获取能源的方法的水分子分解组合原理示意图。

图中8.水蒸气进入通道，9.磁铁的n极，10.磁铁的s极，11.分解室，12.水分子，13.初步分离室，14.氧分子，15.氢分子，16.氢气出口，17.氧气出口。

具体实施方式

我们以水蒸气为工作物质来实施一种磁场分解热运动的分子获取能源的方法为例对本发明进一步说明：

图1是本发明一种磁场分解热运动的分子获取能源的方法的水分子中各粒子受力示意图。图中两个氢核1、一个氧核2和核外八个电子3组成了一个水分子，磁场方向4由内穿出桌面（用小黑点表示），水分子热运动方向5假设向右（其实水分子的热运动是杂乱无章的，任何方向都有可能，假设向右垂直于磁场方向可以获得最大的洛伦兹力），根据左手定则判断，氢核受力方向6向下，同时氧核含有8个质子，其受力方向与氢核的受力方向相同，电子受力方向7向上，同时10个电子的受力方向都向上，10个质子（两个氢核各一个，氧核8个）受力都向下，这样整个水分子同时受到向上向下的力，当磁感应强度大于一定值时，热运动速度大的水分子就可能出现被撕裂分解的情况，当水分子被撕裂后，就出现氢核、氧离子，由于氢核、氧离子都带电荷，在磁场的作用下，做圆周运动，但氢核、氧离子的运动空间不是理想的真空，做圆周运动的氢核、氧离子还会被其他氢核、氧离子、水分子撞击，可能被撞出磁场外，氢核获得一个电子，变为氢原子，两个氢原子形成一个氢分子，多个氢分子形成氢气，同样被撞出磁场外的氧离子失去两个电子，变成氧原子，两个氧原子形成一个氧分子，多个氧分子形成氧气。

图2是本发明一种磁场分解热运动的分子获取能源的方法的水分子分解组合原理示意图。水蒸气进入通道8是由固体材料制成的圆形、方形通道，水蒸气由此进入，磁铁的n极9、磁铁的s极10是形成永久磁场的磁铁的两极，可以采用永久磁铁、电磁铁、甚至超导磁铁来形成所需要的磁场，其磁感应强度越大，分解效果就越明显；分解室11是使用非磁性材料制成的容纳水分子的一个空间，将分解室11置于磁铁的n极9与磁铁的s极10之间，使磁场穿过分解室11，水分子12通过水蒸气进入通道8进入分解室11；在分解室11中的水分子12由于有环境热量，水分子不断做无规则的热运动，根据洛伦兹力公式f＝qvb（其中q为带电粒子的电量，单位为库伦，v为水分子的热运动速度，单位为米/秒，b为磁感应强度，单位为特斯拉，f为带电粒子所受的洛伦兹力，单位为牛顿）得知，由于电荷的电量q一定，水分子12的热运动速度v也有一个上限，所以水分子的氢核、氧核、电子所受到的最大的洛伦兹力由磁感应强度b决定，增加磁感应强度，洛伦兹力f也相应增大，当f大到一定程度，水分子就被裂解（当然也存在被裂解后重新结合为水分子的情况），在分解室11中就会出现氢核、氧离子、氢氧根离子等，带电的氢核或离子在磁场中做圆周运动，由于分解室11并非真空，还存在杂乱无章做运动的水分子，在水分子的撞击以及氢核、各离子间相互撞击下，部分氢核、氧离子及水分子会摆脱磁场离开分解室11，由分解室11右上方的通道进入初步分离室13，初步分离室可使用金属材料制成，被撞击或游离在初步分离室13中的氧离子，通过初步分离室13的壁释放两个电子，就形成了氧原子，两个氧原子结合成为氧分子，多个氧分子14组成氧气，由于氧气的密度比氢气密度大得多，所以氧气居于初步分离室13的下层，同样在初步分离室13中，氢核通过初步分离室13的壁获得一个电子（当然这个电子也可以在其他地方获得，比如氧离子处）变为氢原子，两个氢原子合成一个氢分子15，众多的氢分子15形成氢气，由于氢气的密度较小，所以其居于初步分离室13的上层，由于水蒸气分子不断通过水蒸气进入通道8进入分解室11，被分解的氢核、氧离子等不断进入初步分离室13中，在初步分离室13中形成的氢气通过氢气出口16输出，在初步分离室13中形成的氧气通过氧气出口17输出，输出的氢气、氧气可以通过其他设备进一步提纯，也可以经过燃烧，释放出大量的热，同时产生大量的水蒸气，将产生的水蒸气再通过水蒸气进入通道8进入分解室11，这样周而复始地循环，也就是把水当成工作物质在使用，水分子被磁场分解，永久磁场只改变分子中各带电微粒的运动方向，使其拉扯、撕裂，在这分解过程中，各带电微粒相互远离，由于静电的吸引力，微粒原有的热运动的运动速度的方向被改变的同时，其运动速度将被减速，相当于温度降低，就能从吸收环境的热能，待氢气和氧气燃烧再放出能量和生成水分子，可见能量是守恒的，同时水分子的质量永远不会减少，这样也遵循质量守恒定律。本方法不适用于热力学第二定律，热力学第二定律是一个宏观系统得出的一个宏观规律，但本方法是使用超强磁场裂解具有热运动速度的单个水分子的微观结构，所以与热力学第二定律无关。

以上只是以水作为工作物质的实例，其实自然界可以作为本发明利用的工作物质的很多，比如氟化氢、氯化氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等，只要是常温下是气体且物质分解需要吸收热能的物质，都可以作为工作物质，当然选用键能较低的工作物质，相应的可以降低分解分子的磁场强度，使本发明变得更容易实现。在计算需要的磁场强度时，我们不能根据电子与原子核的距离以及电子与原子核之间的吸引力简单计算需要多大的洛伦兹力才能把电子和核分开，因为电子是由很大的速度绕原子核转动的，电子不能掉到原子核内，就是因为电子转动的离心作用抵消了原子核与电子之间的吸引力，在电子高速转动的情况下，一个比原子核与电子之间的吸引力小亿万倍的力也可能把电子推离原子核，造成物质的分子不稳定，最终被分解。

由此可见，本发明的一种磁场分解热运动的分子获取能源的方法，其步骤是：第一步是将气体分子置于高强度的永久磁场中，使气体分子能自由地做杂乱无章的热运动，气体分子中的带正电的原子核、核外电子都受到洛伦兹力，一个分子中所有带正电的原子核和核外电子受到的洛伦兹力大小相等，方向相反，就能对速度较大、运动方向垂直于磁场方向的部分气体分子分解，同时吸收环境热能；第二步是将得到的分解物进行化合反应，得到分解前的物质和热能；第三步是将生成的该物质的气体分子导入永久磁场中分解，重复以上过程，这一过程周而复始，就实现了气体分子吸收环境热能分解为可燃烧的能源物质。

本发明的一种磁场分解热运动的分子获取能源的方法，利用了运动电荷在磁场中受力的特点，巧妙地利用气体分子无规则的热运动来自我分解，将废弃的环境热能转变成有用的热能，在分解过程中会吸收环境热能，分解后的物质燃烧可以产生热能，产生的热能直接或间接进入环境中，对于环境来说，其能量既没有增加，也没有减少，维持总量不变，由于工作物质可以重复使用，对环境零排放，我们找到了一种理想的能源转换方式，可以淘汰现有的大部分能源，保护地球环境不受伤害，同时该方式还可以用于宇宙飞船内部能量自循环，供宇航员使用，可以大大降低能源携带量。

由于本发明利用了分子在超强磁场中做热运动时被撕裂，这就变相地找到了一个不计算、不控制、不耗能的麦克斯韦妖，即永久磁场是麦克斯韦妖，虽然本发明与热力学第二定律无关，但我们不得不重新考虑热力学第二定律的正确性。