能源浪费黑手：牛顿第三定律

惊不惊喜，意不意外，看看牛顿第三定律之反作用力是如何“克扣”压缩能量的。

@何祚庥 @国科大 @中科院理论物理研究所 @中国工程院院刊 @全国能源信息平台 @程俊杰70559097 @李永乐老师

一.取俩试管竖立，中间放入活塞，其中一个加上负载（活塞界面有所压低），把它们放入热水中，使其内部空气受热膨胀推动活塞上升做功，就会看到:有负载活塞比无负载活塞上升高度要低，切负载越重，俩活塞差距愈大，取掉或减小负载，活塞反弹上升。

由此证明，热机工质受热膨胀做功时，受负荷反作用力影响压缩其膨胀力，转化成等量的弹性压缩能，而这个压缩能又会伴随着另一个等量支持工质膨胀的余热能共存，这三者与工质吸热总量的热功关系则是

w胀=w缩=Q余=1/3Q总

Q总=w胀+w缩+Q余

这也就是现下电厂热机效率约30%，热电联供效率约60%，但仍有约30%的被压缩能，随着余热冷却而散失掉的原因了。

二.用水流冲击或反冲两个不同重量的水轮机模型，调控水流量，就会看到:

水流量或常时没有足够势能时，重水轮机或无法启动，无效流失；

水流充足时，轮机正常运转；

水流逐渐减小，重轮机首先下降直至停止。

这说明，水轮机自身负荷及摩擦力会给水流施加一个启动反作用力，抵消压缩其等量的势能，而且其做功量与压缩能成正比，两者之和既是水能总量，其关系就是:

w功=E压=1/2E总

w功+E压=E总

这就是现有水电站水能利用率只有不足50%，另外一半巨大的能量被压缩随着尾水头白白流失的原因了。

三.用弹簧秤反复提放一个似起未起伸出细管并注满水的硬塑料球，注意就会看到:虽然球体没有离地做功，既动量为零，但内部通过弹簧拉力已产生形变使细管水位上升（或温度变化），证明球体吸收了被自身重力位能反噬的（等量）拉力，

累了，休息！