system
Kể truyện cổ tích Vì sao không thể chế tạo động cơ vĩnh cửu?
user
Chúng ta đều biết, bất kì một động cơ nào khi chuyển động đều phải tiêu hao năng lượng, và phải chống lại lực ma sát. Nếu như không tiêu hao một trong các loại năng lượng như năng lượng cơ khí, năng lượng hạt nhân, nhiệt lực, điện lực nhân lực thì động cơ của bạn chắc chắn sẽ không có cách nào để chuyển động. Còn lực cản ma sát sẽ làm cho động cơ chuyển động nhanh thành chậm và cuối cùng là đừng lại. Đây là một hiện tượng vật lí thông thường.
Nhưng, có rất nhiều người vẫn tin rằng, cho dù không có năng lượng, chỉ cần dựa vào lực của từ tính (lực từ), trọng lực của Trái đất, sức căng của nước, quán tính vòng tròn, tác dụng của mao dẫn trong các mao mạch nhỏ v.v... thì động cơ vẫn có thể hoạt động. Như vậy, có thể cắt giảm được nguồn năng lượng lớn. Động cơ vĩnh cửu không phải là động cơ chuyển động vĩnh hằng, mà là hy vọng động cơ này hoạt động không phải dùng nguyên liệu từ bên ngoài. Tức là trong mọi tình huống đều không phải cung cấp bất kì một loại nhiên liệu nào cũng như không phải cung cấp một động lực nào, mà nguồn năng lượng được sinh ra không bao giờ cạn kiệt. Vài trăm năm trước, có nhiều người từng công bố đã nghiên cứu thành công các loại động cơ vĩnh cửu, nhiều người thậm chí còn nhận cả bằng phát minh sáng chế. Nhưng trên thực tế các loại động cơ này đ̓ sử dụng nhiên liệu ở các dạng khác nhau. Hơn nữa, chúng cũng không phải là loại động cơ có thể chuyển động vĩnh viễn.
Động cơ vĩnh cửu mà con người phát minh ra có thể chia làm hai loại: Loại thứ nhất làm cho máy móc hoàn toàn cách biệt với thế giới bên ngoài, chỉ dựa vào sự tuần hoàn năng lượng của bản thân nó mà tiến hành hoạt động. Trên thực tế, loại động cơ này cuối cùng cũng sẽ phải dừng lại. Nguyên nhân là do không có cách nào có thế triệt tiêu hết được lực ma sát sinh ra trong quá trình chuyển động. Lực ma sát làm tiêu hao năng lượng của máy móc, cuối cùng làm cho máy dừng hoạt động. Định luật nhiệt học thứ nhất cho chúng ta biết rằng: Trong tình trạng không có bất kì ngoại lực nào, năng lượng của vật thể không thể tự sinh ra và cũng không thể tự mất đi, mà sự bảo toàn và hoán chuyển của nó được thể hiện qua nhiệt lực học. Do không thể tránh được lực ma sát nên năng lượng máy móc sử dụng sẽ dần bị cạn kiệt. Lúc này, nếu không có sự bổ sung năng lượng từ bên ngoài, máy móc sẽ không thể chuyển động tiếp được.
Loại động cơ vĩnh cửu thứ hai không phải là làm cho động cơ tách biệt hoàn toàn với thế giới bên ngoài, nhưng chỉ đơn phương hấp thu nhiệt từ nguồn nhiệt từ bên ngoài, tạo ra chu trình năng lượng giúp động cơ chuyển động vĩnh cửu. Nhưng, định luật nhiệt lực học thứ hai cho chúng ta biết: Không thể chỉ hấp thu nhiệt một chiều để tạo ra công có ích mà không làm thay đổi những cái khác. Máy móc khi hấp thu năng lượng một cách bình thường, một phần sẽ được trở thành công có ích được sử dụng theo ý của người sử dụng, còn một phần khác không tránh khỏi việc bị phát tán. Năng lượng sẽ không thể chuyển hoá hoàn toàn thành các công có ích, nó dần dần sẽ cạn kiệt. Định luật nhiệt lực học thứ hai còn cho chúng ta biết thêm: Không thể chuyển nhiệt lượng từ vật thể có nhiệt lượng thấp tới vật thể có nhiệt lượng cao mà không gây ra những thay đổi. Có những động cơ vĩnh cửu khi thiết kế người ta hi vọng có thể lợi dụng sự chênh lệch nhiệt đ̕ trong quá trình biến đổi từ nước lạnh sang nước nóng và ngược lại để chuyển thành nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho động cơ.
Do động cơ vĩnh cửu trái với những nghiên cứu khoa học đã từng được chứng minh và thử nghiệm, trái với định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng, nên ta có thể khẳng đinh không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu.
assistant