Động cơ vĩnh cửu được nhắc đến từ lâu, nhưng một số người lại cho rằng loại động cơ này không thực sự tồn tại. Việc chế tạo ra nó chỉ là những hình vẽ trên giấy tờ, là điều không tưởng. Vậy, có tồn tại động cơ vĩnh cửu hay không, và đâu mới là sự thật?
1. Động cơ vĩnh cửu là gì?
Động cơ vĩnh cửulà một thiết bị cơ khí dochính con ngườitưởng tượng ra, với hy vọng làloại động cơnày có thể tự hoạt động mãi mãi mà không cần cung cấpbất kỳ nguồn năng lượng nào. Do nó đi ngược lại đối với nguyên tắc củaĐịnh luật Bảo toàn và chuyển hoá năng lượngcũng nhưĐịnh luật hai nhiệt động lực học, nên có thể nói, động cơ vĩnh cửu là một vấn đề hoàn toàn “không tưởng”.
Đang xem: Thanh que chuyển động vĩnh cửu
Có hay không sự tồn tại của thật sự của một “động cơ vĩnh cửu”?
Tuy nhiên, trong suốt quá trình nghiên cứu, cácnhà khoa họcđã dày công tìm hiểu và tìm ra nhiều kiến thức giúp ích cho việc chế tạo các loại động cơ tiết kiệm nhiên liệu, làm giảmma sátvà cácloại côngvô ích.
Vào những năm 1159 Sau Công nguyên, ông Bhaskara một nhà toán học đã thiết kế 1 chiếc bánh xe có chứa các khoang để đựng thuỷ ngân lỏng. Ông cho rằng mỗi khi bánh xe quay, lượng thuỷ ngân sẽ luôn chảy về phía dưới đáy của các khoang, khiến cho 1 phía của bánh xe luôn luôn bị nặng hơn phía còn lại. Sự mất cân bằng đó sẽ khiến cho bánh xe buộc phải quay vĩnh viễn. Bản vẽ của Bhaskara chính là một trong các thiết kế lâu đời nhất thể hiện phát minh củađộng cơ vĩnh cửu một loại thiết bị giúp máy móc sinh công vô hạn mà không cần phải nhận bất kỳ năng lượng nào từ hệ ngoài.
Hãy tưởng tượng 1 động cơ vĩnh cửu như chiếc cối xay gió tạo ra sức gió khiến cho nó tự quay. Hoặc 1 chiếc bóng đèn tạo ra điện giúp nó sáng lên được nhờ chính ánh sáng mà nó phát ra. Những thiết bị như trên đã thu hút sự chú ý của rất nhiều nhà sáng chế, bởi vì chúng có thể thay đổi hoàn toàn được mối liên hệ giữa con người và năng lượng.
Nhưng chỉ có duy nhất một vấn đề, đó là… Chúng không hề tồn tại. Các ý tưởng về động cơ vĩnh cửu đều vi phạm 1 hay nhiều nguyên lý của nhiệt động lực học đây là 1 nhánh của Vật lý thiên về nghiên cứu mối quan hệ mật thiết giữa các dạng năng lượng khác nhau.
2. Vậy động cơ vĩnh cửu có thật không?
“Bánh xe không cân bằng” Phương án độc đáo được dựa trên ý tưởng là quả cầu bên phải luôn nằm cách xa phần tâm sẽ phải quay hơn quả cầu bên trái, cho nên nó chắc chắn sẽ có mô men quay lớn hơn. Cũng do đó, nó sẽ luôn phải kéo bánh xe quay về phía bên phải.
Nhưng sai lầm ở đây chính là tuy chưa tính mô men của từng quả cầu ở phía bên phải lớn hơn, nhưng số lượng của quả cầu bên trái lại nhiều hơn. Do đó, tổng mô men của 2 bên vẫn cân bằng, tức là bánh xe vẫn đứng yên chứ không quay vĩnh viễn như bạn nghĩ.
Nhà nghiên cứu vật lý Nguyễn Hoàng Tuấn cũng khẳng định rằng, tuy không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu loại 2 là loại động cơ có khả năng chuyển đổi toàn bộ nhiệt lượng mà nó nhận được sang công cơ học trong SGK Vật lý lớp 10, thuộc chương VIII Cơ sở của nhiệt động lực học đã được nhắc đến. Nhưng chúng ta hoàn toàn có thể chế tạo được thiết bị để biến quang năng của mặt trời (nguồn năng lượng của nó là gần như vô tận) trở thành nhiệt năng và 1 phần có thể chuyển sang cơ năng đây có thể được xem là “động cơ vĩnh cửu loại 3”.
Thật khó để có thể tạo ra 1 loại động cơ vĩnh cửu được vì: Dựa theo thuyết Bảo toàn năng lượng thì “Một dạng năng lượng này thì tất nhiên sẽ buộc phải chuyển thành năng lượng khác trong một thời gian nhất định. Khi đó, chắc chắn rằng năng lượng của một loại máy đương nhiên sẽ chuyển từ dạng này sang dạng khác”.
Đồng thời, năng lượng của loại máy đó sẽ không thể đủ được, mà nó sẽ buộc phải chuyển từ dạng này sang dạng khác để có thể thoát ra ngoài theo định luật
=> Ta kết luận, năng lượng sẽ không cung cấp đủ được cho máy, do đó, khó mà tạo ra 1 loại động cơ có thể hoạt động mãi mãi được.
Thật khó để có thể tạo ra 1 loại động cơ vĩnh cửu, hoạt động mãi mãi
3. Nguyên lý động cơ vĩnh cửu
a) Nguyên lý I: Năng lượng không tự sinh ra hay mất đi mà chỉ chuyển từ từ dạng này sang dạng khác
Bạn không thể tiến hành thu được nhiều năng lượng hơn là năng lượng bạn đã cung cấp cho hệ. Điều này đã ngay lập tức bác bỏ một nguyên lý hoạt động của động cơ vĩnh cửu. Bởi lẽ, công được sinh ra bởi động cơ chỉ có giá trị tối đa bằng chính lượng năng lượng mà nó đã tiêu thụ.
Xem thêm: Kích Thước Bàn Thờ Gia Tiên Hợp Phong Thủy Tâm Linh, Kích Thước Bàn Thờ Gia Tiên
Sẽ không có nguồn năng lượng dư thừa nào để ta nạp ắc quy chạy xe hay sạc điện thoại. Nhưng nếu người ta chỉ đơn giản bánh xe nó tự chạy mãi thì cũng không cần nguồn năng lượng đó nữa.
Các nhà sáng chế đã đề xuất rất nhiều ý tưởng, trong đó phải kể đến những phiên bản cải tiến của bánh xe mang tên nhà khoa học Bhaskara, chúng được thay thế bằng những viên bi sắt hoặc các vật nặng đem gắn lên trên tay quay. Chúng đều thất bại bởi vì các bộ phận di chuyển khiến cho một phía bánh xe càng trở nên nặng hơn, đồng thời chúng còn làm đã hạ thấp trọng tâm của hệ về phía dưới của tâm bánh xe. Với tọa độ trọng tâm thấp hơn, bánh xe sẽ dao động qua lại tương tự như một con lắc và cuối cùng thì sẽ dừng hẳn.
Để một động cơ làm một cách liên tục, chúng cần tạo ra được 1 chút năng lượng dư thừa để giúp duy trì hệ luôn luôn vượt qua trạng thái nghỉ, tức là vượt qua rào cản không mong muốn của Nguyên lý I. Nhưng trong khi các kỹ sư bằng cách nào đó để thiết kế được một chiếc máy không bị vi phạm Nguyên lý I thì chúng vẫn không thể hoạt động được trong thực tế do chúng lại bị vi phạm Nguyên lý II.
b) Nguyên lý II: Năng lượng sẽ bị mất mát đi do các yếu tố ngoại cảnh, ví dụ ma sát
Mọi loại động cơ thông thường đều có thể tương tác được với các phần tử bên ngoài của môi trường, chẳng hạn như bề mặt hay ở bên trong không khí,… Điều này có thể tạo ra được lực ma sát và 1 lượng nhiệt rất nhỏ, thậm chí còn nằm ở trong chân không. Nhiệt năng đó sẽ đi ra khỏi hệ và bị mất mát dần đi, từ đó có thể làm giảm đi phần năng lượng còn lại giúp duy trì hệ thống. Đồng thời, chúng sẽ giảm mãi cho đến khi chiếc máy dừng hoạt động hẳn.
Cho đến hiện nay, 2 Nguyên lý Nhiệt động lực học này đã bác bỏ hết mọi ý tưởng về loại động cơ vĩnh cửu cũng như những ước mơ về cách thức, phương pháp khai thác năng lượng một cách hoàn hảo. Nhưng cũng rất khó để khẳng định rằng chúng ta không thể chế tạo ra được động cơ vĩnh cửu.
Rất khó để khẳng định rằng không thể chế tạo ra được động cơ vĩnh cửu
Bởi lẽ, hiện đang còn rất nhiều điều bí ẩn trong vũ trụ mà con người chúng ta chưa biết tới. Có lẽ chúng ta sẽ nghiên cứu để tìm ra những trạng thái mới của vật chất, từ đó khiến các nhà khoa học phải xây dựng lại các Nguyên lý Nhiệt động lực học.
4. Những động cơ vĩnh cửu đơn giản đến mức ngớ ngẩn
Ý tưởng về một chiếc máy “thần kỳ” có thể hoạt động liên tục mà không cần phải tiếp thêm bất kỳ 1 nguồn năng lượng nào đã được những người dân ở Ấn Độ phát hiện ra đầu tiên. Sau đó, ý tưởng này được lan truyền tới các quốc gia Hồi giáo và cuối cùng là đến phương Tây vào khoảng thế kỉ XII.
Phương án thiết kế để chế tạo động cơ vĩnh cửu đầu tiên được lịch sử ghi nhận là của một người Pháp có tên là Hauneiker. Thiết kế của ông có thể hiểu đơn giản là mỗi khi bánh xe quay thì các thanh sắt mang theo quả nặng ở bên phải sẽ dài hơn so với các thanh sắt mang theo quả nặng bên trái. Điều này sẽ làm cho bên phải có mô men quán tính ngày càng lớn hơn, cứ như thế thì bánh xe sẽ quay mãi mãi.
Chiếc máy “thần kỳ” không cần năng lượng vẫn có thể hoạt động liên tục
Rất nhiều người đã bắt chước thiết kế của Hauneiker, thế nhưng chiếc máy của họ chỉ quay có thể được 1 lúc rồi dừng lại. Nếu chúng ta đem phân tích tỉ mỉ hơn sẽ thấy rằng, tuy mô men của mỗi quả nặng bên trái là ít hơn quả nặng bên phải nhưng mỗi khi bánh xe quay, bên trái lại có nhiều quả nặng hơn. Điều này làm cho bên phải và bên trái của bánh xe sẽ có mô men bằng nhau. Như thế, bánh xe sẽ đứng im mà không tài nào tự quay được.
Năm 1717, một tiến sĩ người Pháp cũng tuyên bố đã phát minh ra 1 loại động cơ vĩnh cửu bằng phương pháp “bánh xe tự động” tương tự như trên. Tuy nhiên, một người hầu gái trong nhà vị tiến sĩ này đã tố giác rằng chính ông là kẻ lừa đảo. Thực ra chiếc “bánh xe tự động” của ông đã được đặt trong 1 căn phòng có bức tường kép như một tiết mục ảo thuật vậy. Chỉ cần có 1 người ở trong bức tường đó và kéo dây là chiếc máy này sẽ “tự động” chạy mà thôi.
Kết luận
Động cơ vĩnh cửu là 1 loại máy móc do con người suy nghĩ và tưởng tượng ra, nó có thể hoạt động được liên tục và không cần phải cung cấp năng lượng. Trong lịch sử từ xưa đến nay đã có không ít những “nhà khoa học nghiệp dư” đã cất công tìm kiếm để có được loại động cơ này, nhưng hiện tại chưa một ai thành công. Bởi vì đây là “nhiệm vụ bất khả thi”, không có động cơ nào hoạt động mãi mãi mà không được cung cấp năng lượng.
Xem thêm: Cách Xử Lý Thông Báo Lỗi An Unknown Error Has Occurred, Lỗi An Unknown Error Has Occurred Trong Ai
Nội Dung Có Thể Bạn Quan Tâm:
Động Cơ Điện: Những Loại Mô Tơ Quan Trọng Nhất Trong Đời Sống, Tính Năng Và Ý Nghĩa Kỹ Thuật.
Động Cơ Điện 3 Pha: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động Và Ứng Dụng
Động Cơ Điện 1 Pha: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động Và Ứng Dụng
Giá Động Cơ Điện 3 Pha Đức Nhật Đài Loan, Các Hãng, Các Công Suất
Thông Số Kỹ Thuật Motor Điện, Cách Đọc Tem, Kiểm Tra Hiệu Suất Motor, Tiêu Chuẩn Tiết Kiệm Điện