Tại sao mới nó lực để sáng tạo ra động cơ vĩnh cửu đều thất bại

Vì sao các động cơ vĩnh cửu không tồn tại?

Why don't perpetual motion machines ever work?

Động cơ vĩnh cửu hay Perpetual motion là từ khoá hot gần đây trên cả các trang tìm kiếm và mạng xã hội. Vậy nó là gì và có thật sự không thể tồn tại?

Bạn có thể xem từ điển về nghĩa của từ PERPETUAL, MOTION và MACHINE để hiểu hơn về tên video nhé!

Ngoài ra, bạn cũng có thể tra từ điển ngay trên video, rất tiện lợi!

Credit / Nguồn: https://www.youtube.com/watch?v=A-QgGXbDyR0

Danh mục: Vật lý

Tags:

09/06/2020 08:00:24 GMT+7

Hãy tưởng tượng một cối xay gió tạo ra sức gió khiến nó tự quay. Hoặc một bóng đèn tạo ra điện giúp nó sáng nhờ chính ánh sáng nó phát ra. Những thiết bị kiểu này thu hút sự chú ý của rất nhiều nhà sáng chế bởi chúng có thể thay đổi hoàn toàn mối liên hệ giữa chúng ta và năng lượng.

Nhưng chỉ có một vấn đề... Chúng không hề tồn tại. Các ý tưởng về động cơ vĩnh cửu đều vi phạm một hay nhiều nguyên lý nhiệt động lực học, một nhánh của Vật lý chuyên nghiên cứu mối quan hệ giữa các dạng năng lượng khác nhau.

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 thu được nhiều năng lượng hơn lượng bạn đã cung cấp cho hệ. Điều này đã ngay lập tức bác bỏ nguyên lý hoạt động của động cơ vĩnh cửu bởi công sinh bởi động cơ chỉ có giá trị tối đa bằng chính năng lượng nó tiêu thụ. Sẽ không có năng lượng dư để ta nạp ắc quy xe hay sạc điện thoại. Nhưng nếu ta chỉ đơn giàn chì muốn nó tự chạy mãi thì sao?

Các nhà sáng chế đã đề xuất nhiều ý tưởng, trong đó có những phiên bản cải tiến của bánh xe Bhaskara, được thay thế bằng bi sắt hoặc các vật nặng gắn trên tay quay. Chúng đều thất bại. Các bộ phận di chuyển khiến một phía bánh xe nặng hơn, đồng thời chúng đã hạ thấp trọng tâm của hệ về phía dưới tâm bánh xe. Với toạ độ trọng tâm thấp, bánh xe sẽ dao động qua lại như một con lắc, cuối cùng sẽ dừng hẳn.

Để một động cơ làm việc liên tục, chúng cần tạo ra một chút năng lượng dư để giúp duy trì hệ luôn vượt qua trạng thái nghỉ, vượt qua rào cản của Nguyên lý I. Nhưng khi các kỹ sư bằng cách nào đó thiết kế được một chiếc máy không vi phạm Nguyên lý I, chúng vẫn không thể hoạt động trong thực tế do đã vi phạm Nguyên lý II.

Nguyên lý II: Năng lượng sẽ bị mất mát đi do các yếu tố ngoại cảnh, ví dụ ma sát.

Mọi loại động cơ đều có tương tác với phần tử môi trường như bề mặt hay không khí,... điều đó sẽ tạo ra ma sát và một lượng nhiệt nhỏ, thậm chí ở trong chân không. Nhiệt năng đó ra khỏi hệ và bị mất mát đi, làm giảm năng lượng còn lại giúp duy trì hệ, chúng giảm mãi đến khi chiếc máy dừng hoạt động hẳn.

Cho đến giờ, hai Nguyên lý Nhiệt động lực học này đã bác bỏ mọi ý tưởng về động cơ vĩnh cửu và những ước mơ về cách khai thác năng lượng hoàn hảo. Nhưng cũng rất khó để khẳng định rằng ta không thể chế tạo động cơ vĩnh cửu bởi lẽ còn rất nhiều điều bí ẩn trong vũ trụ mà ta chưa biết tới. Có lẽ ta sẽ tìm ra một trạng thái mới của vật chất khiến chúng ta phải xây dựng lại các Nguyên lý Nhiệt động lực học. 

Dung (Nguoiduatin.vn)

Động cơ vĩnh cửu là gì? Có những loại nào? Có thực sự đã chế tạo được động cơ vĩnh cửu hay không? Cùng đọc những chia sẻ chi tiết về loại động cơ này trong bài viết dưới đây để hiểu thêm về nó, cũng như có thêm hiểu biết thú vị nhé!

1. Động cơ vĩnh cửu là gì?

Động cơ vĩnh cửu là một thiết bị trong ngành cơ khí, nó được con người nghiên cứu và đang không ngừng nỗ lực để chế tạo từ khá lâu và hy vọng khi chế tạo động cơ này là nó có thể hoạt động vĩnh viễn mà không cần nhờ đến năng lượng. Như vậy, động cơ vĩnh cửu đang là vấn đề đi ngược với nguyên tắc về định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, chính vì thế nó biến thành một vấn đề “không tưởng”.

Các nhà khoa học trong nhiều thế kỷ qua vẫn không ngừng cố gắng để nghiên cứu về loại động cơ này. Họ đã tìm hiểu và khám phá ra nhiều kiến thức bổ ích giúp bổ trợ cho việc chế tạo ra các loại động cơ nhằm tiết kiệm nhiên liệu, giảm lực ma sát khi hoạt động và các loại công vô ích khi chúng vận hành.

Năm 1159 sau công nguyên, Bhaskara - một nhà toán học đã thiết kế ra chiếc bánh sẽ chứa nhiều khoang nhỏ để đựng vào đó là thủy ngân ở dạng lỏng. Ông cho rằng, khi bánh xe chuyển động quanh tròn thì thủy ngân sẽ luôn di chuyển về phần đáy của khoang, tạo trọng lượng của bánh xe sẽ nặng về một bên. Khi mất đi sự cân bằng thì bánh xe sẽ luôn luôn phải quay vĩnh viễn.

Động cơ vĩnh cửu giống như một chiếc cối xay gió, nó sẽ tự tạo gió để luôn khiến mình chuyển động tự quay. Hay như chiếc bóng đèn sẽ tự tạo ra nguồn năng lượng để giúp nó sáng lên. Nếu việc nghiên cứu động cơ vĩnh cửu thành công, nó chính là một sáng chế cực vĩ đại để tạo thành một cuộc cách mạng năng lượng đó nhé!

Tuy nhiên, trên thực tế thì động cơ vĩnh cửu đều vi phạm 1 hoặc nhiều nguyên lý khác nhau của lý thuyết nhiệt động lực học. Vậy nhiệm vụ chế tạo động cơ vĩnh cửu có thực sự khả thi hay không? Cùng đọc và tìm hiểu kiến thức qua chia sẻ thông tin ở phần tiếp theo nhé!

2. Nhiệm vụ chế tạo động cơ vĩnh cửu có thực sự khả thi?

Đã có phương án độc đáo được đưa ra, ý tưởng này được xây dựng dựa vào mô hình quả cầu bên phải luôn nằm cách xa tâm sẽ quay hơn qua cầu bên trái. Điều này hình thành nên mô men lớn hơn khiến bánh xa không cân bằng. Khi nó không cân bằng thì nó sẽ luôn khiến bánh xe phải quay liên tục về phía bên phải.

Nhưng điều không có căn cứ đó chính là số lượng biểu thị của quả cầu bên trái lại nhiều hơn quả cầu bên phải bởi chưa tính mô mềm của từng quả cầu ở phía bên phải lớn hơn. Do đó, tổng mô men của 2 bên cầu vẫn cân bằng nhau. Điều này khiến cho bánh xe vẫn đứng yên và không hề chuyển động vĩnh cửu như nhiều người đã nghĩ.

Tuy không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu loại 2 nhưng chúng ta có thể chế tạo ra được những thiết bị để chuyển quang năng của ánh sáng mặt trời thành nhiệt năng và 1 phần có thể chuyển đổi sang cơ năng. Nó có thể được xem là động cơ vĩnh cửu loại 3.

Việc chế tạo động cơ vĩnh cửu bất khả thi bởi: Theo định luật bảo toàn năng lượng thì dạng năng lượng này sẽ chuyển đổi thành dạng năng lượng khác trong khoảng thời gian nhất định. Như vậy, năng lượng trong một loại máy bất kỳ cũng sẽ chuyển đổi thành một dạng khác. Chẳng hạn như máy phát điện chuyển cơ năng thành điện năng.

Bên cạnh đó, nguồn năng lượng của chiếc máy sẽ không bao giờ có thể đủ để đáp ứng nhu cầu sử dụng mãi và nó buộc phải chuyển thành dạng khác để thoát ra ngoài theo định luật. Do đó, việc chế tạo ra động cơ vĩnh cửu để nó có thể hoạt động mãi mãi là điều không tưởng.

3. Nguyên lý của động cơ vĩnh cửu là gì?

3.1. Nguyên lý I - Năng lượng không tự sinh ra và không tự mất đi, nó chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác

Một động cơ bất kỳ không thể tự động vận hành bằng cách tạo tự tạo ra nguồn năng lượng. Điều này cho thấy 1 nguyên lý hoạt động của động cơ vĩnh cửu bởi một máy khi hoạt động sẽ có giá trị tối đa bằng chính khối lượng năng lượng mà nó đã tiêu thụ để chuyển hóa. Sẽ không có nguồn năng lượng dư thừa nào mà bạn có thể dùng để nạp thêm Pin để chạy xe hoặc sạc điện thoại. Nhưng khi bạn muốn cho bánh xe tự chạy mãi mãi thì nguồn năng lượng đó cũng là không cần thiết.

Các nhà nghiên cứu, sáng chế từ lâu đã đưa ra rất nhiều các ý tưởng khác nhau. Trong đó đáng chú tâm nhất chính là phiên bản chiếc bánh xe của Bhaskara. Trong phiên bản cải tiến của ông, ông đã thay thể thủy ngân lỏng bằng những viên bi sắt hoặc những vật nặng và gắn chúng vào phần tay cầm. Tuy nhiên, kết quả của nghiên cứu vẫn thất bại bởi các bộ phận khi di chuyển sẽ khiến bánh xe càng thêm nặng và trọng tâm bị hạ về phía dưới. Khi trọng tâm hạ, bánh xe chuyển động sẽ giống với giao động của con lắc đơn và sau đó sẽ dần dần dừng lại.

Để một động cơ có thể hoạt động liên tục thì chúng cần đảm bảo luôn có nguồn năng lượng dư thừa bên trong động cơ để duy trì hệ thống hoạt động theo ý ,uốn và nó phải vượt qua trạng thái nghỉ và vượt qua “rào cản” của nguyên lý I. Trên thực tế, nếu chế tạo thành công một động cơ không vi phạm nguyên lý bảo toàn năng lượng thì nó vẫn vi phạm nguyên II.

3.2. Nguyên lý II - Năng lượng sẽ mất đi do điều kiện ngoại cảnh, đỉnh hình là ma sát

Bất kỳ một động cơ thông thường nào hoạt động đều có sự tương tác với các phần trừ bên ngoài môi trường, như bề mặt bên ngoài hay không khí bên trong,... Điều này hình thành nên lực ma sát khi động cơ chuyển động và sinh ra một lượng nhiệt nhỏ, kể cả trong môi trường chân không.

Nhiệt năng được sinh ra do ma sát sẽ dần mất đi, điều này khiến nó làm giảm đi phần năng lượng còn lại của động cơ khi muốn duy trì hệ thống. Không những vậy, chính sẽ giảm cho đến khi hết sạch khiến động cơ dừng hoạt động hẳn.

Với nguyên lý I và II đã bác bỏ hết những ý tưởng về sự chế tạo ra một động cơ vĩnh cửu. Tuy nhiên, cũng không thể khẳng định 100% là chúng ta không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu. Bởi lẽ, khả năng của con người là không tưởng, chúng ta trong tương lai biết đâu sẽ tạo ra được loại động cơ này.

4. Động cơ vĩnh cửu có những loại nào?

Những nghiên cứu động cơ vĩnh cửu của con người có thể chia thành 2 loại động cơ vĩnh cửu.

Loại thứ nhất, làm cho máy móc hoàn toàn tách biệt với thế giới bên ngoài, và nó sẽ hoàn toàn dựa vào năng lượng tuần hoàn của bản thân nó để chuyển động. Nhưng trên thực tế thì sau một thời gian nó vẫn phải dừng. Nguyên nhân đến từ việc không có cách nào có thể triệt tiêu được lực ma sát sinh ra trong quá trình động cơ chuyển động cả. Không những vậy, theo định luật nhiệt học thì trong môi trường không có bất kỳ ngoại lực nào thì năng lượng của vật không không thể tự sinh ra cũng không thể tự mất đi mà năng lượng sẽ được bảo toàn theo cách chuyển hóa nó thành nhiệt năng. Chình vì vậy lực ma sát sinh ra trong quá trình máy móc vận hành là điều không thể tránh khỏi. Chình vì vậy mà khi không có năng lượng bổ sung thì chuyển động của máy sẽ dừng.

Loại thứ hai, không làm động cơ phải tách hoàn toàn khỏi môi trường và thế giới bên ngoài mà để nó đơn phương hấp thu nhiệt từ nguồn bên ngoài, tạo ra chu trình năng lượng giúp động cơ chuyển động vĩnh cửu. Tuy nhiên, với định luật nhiệt lực học thứ II cho thấy: Không thể chỉ hấp thu nhiệt một chiều mà không làm thay đổi những cái khác để tạo ra công có ích. Bất kỳ một động cơ, máy móc nào khi hoạt động sẽ hấp thụ năng lượng và biến 1 phần thành công có ích còn một phần sẽ phát tán ra ngoài và dần dần cạn. Đồng thời không thể chuyển nhiệt lượng ừ vật có nhiệt lượng thấp tới vật có nhiệt lượng cao mà không gây ra những biến đổi. Có không ít nghiên cứu động cơ vĩnh cửu lợi dụng điều này.

Như vậy, dù là loại 1 hay loại 2 thì đầu không có tính khả thi vì nó đi ngược lại với định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.

5. Con người đã thực sự chế tạo được động cơ vĩnh cửu hay chưa?

Mới đây nhất, nhà thiết kế có tên Chris Gardner đã phát minh ra một chiếc sẽ có tên MSV Explorer với khả năng vừa đi bộ vừa lội nước nước và chạy bằng động cơ vĩnh cửu.

Chiếc xe này được vận hành bằng điện, vừa có thể di chuyển trên mặt đất lại vừa có thể di chuyển dưới nước. Nó có 2 khoang lái, một khoang nổi trên mặt nước và một khoang dưới mặt nước, rộng khoảng 1.2m. Tuy nhiên hình dạng và công năng sử dụng không phải là điều gây được sự chú ý.

Điều gây chú ý và được bàn luận nhiều nhất chính là năng lượng động cơ vĩnh cửu của nó. Chris Gardner tạo ra một công nghệ gọi là Generator Gyro khiến chiếc xe có thể chạy mãi mãi mà không cần phải dừng lại để nạp thêm năng lượng. Chris Gardner gọi nó là năng lượng tự duy trì và tin tưởng nó sẽ là một đột phá mới trong sáng tạo và thiết kế nguồn năng lượng bền vững.

Trong thời gian tới, nếu công nghệ này sẽ được đưa vào tiến hành thử nghiệm tại Đại học Plymouth. Nếu như nó được chứng minh là đúng với lời mà Generator Gyro đã khẳng định thì chắc chắn sẽ nổ ra một cuộc cách mạng hệ thống hóa năng lượng cực lớn, lớn nhất từ trước đến nay trên thế giới.

Như vậy với những thông tin hữu ích được chia sẻ trong bài viết này, các bạn đã hiểu động cơ vĩnh cửu là gì? Có những loại nào? Theo đó, động cơ vĩnh cửu vẫn là một “ước mơ” mà các nhà nghiên cứu, các khoa học đang hướng tới trong tương lai có thể hiện thực nó.

Bạn có thể xem thêm đèn học chống cận rất hữu ích cho các bạn làm việc nhiều với máy tính, học tập, đọc sách đèn sử dụng rất tốt bạn có thể xem sản phẩm hoặc bạn có thể để tên số điện thoại để nhân viên shop tư vấn cho bạn tại đây

Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !

Hotline / Zalo: 089 6688 629

Website: https://uniduc.com/vi

-------------////--------------------------------------------////------------

HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.