Động cơ vĩnh cửu.

[hoangcokhi]

Động cơ vĩnh cửu là loại động cơ mơ ước của con người, nó là loại động cơ không cần cung cấp năng lượng vẫn có thể tự động chạy và sinh công.
Nhiều nhà khoa học đã mất cả đời chỉ để đi tìm kiếm phương pháp chế tạo động cơ vĩnh cửu. Chỉ khi định luật bảo toàn năng lượng được xác thực thì công việc tìm kiếm này mới tạm thời dừng. Cho tới nay vẫn có nhiều người tiếp tục nghĩ cách chế tạo động cơ vĩnh cửu!
Dưới đây là một số hình ảnh về động cơ vĩnh cửu. Các bạn hãy thử lí giải vì sao nó không họat động.

 

[le70]

Nhìn các hình trên có vẻ như tổng mômen tác động vào bánh xe cân bằng nhau về các phía, nên bánh xe không quay được. Các bạn thử giải thích vấn đề bảo toàn năng lượng trong phản ứng hạt nhân và phản ứng nhiệt hạch xem thế nào. Thank

 

[DCL]

Nhìn các hình trên có vẻ như tổng mômen tác động vào bánh xe cân bằng nhau về các phía, nên bánh xe không quay được. Các bạn thử giải thích vấn đề bảo toàn năng lượng trong phản ứng hạt nhân và phản ứng nhiệt hạch xem thế nào. Thank

Cậu đừng tách rời định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn năng lượng thì thấy ngay thôi. Einstein đã có công thức nổi tiếng để chuyển đổi năng lượng và khối lượng: E = mc^2.

Phản ứng nguyên tử (phân rã hạt nhân) và phản ứng nhiệt hạch (tổng hợp hạt nhân) tạo ra năng lượng chính là do đã chuyển hóa khối lượng.

Tuy nhiên, vật lý hiện đại cho rằng có thể tạo ra năng lượng và khối lượng từ chỗ "không có gì", đó là những thăng giáng lượng tử bậc vi mô. Người ta cũng giả thiết vũ trụ của chúng ta phát sinh từ big bang, khởi điểm là một điểm vô cùng nóng, điểm này cũng xuất hiện từ những thăng giáng lượng tử nào đó, tức là từ chỗ không có gì!

 

[hoangcokhi]

@ chú DCL (cháu xin phép được gọi bằng chú vì thấy trên diễn đàn có nhiều người vẫn gọi vậy mà cháu thì không biết chú năm nay bao nhiêu tuổi :-D)

Cậu đừng tách rời định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn năng lượng thì thấy ngay thôi. Einstein đã có công thức nổi tiếng để chuyển đổi năng lượng và khối lượng: E = mc^2.

Theo cháu nghĩ thì công thức E=mc^2 chỉ nói lên được rằng bản thân mỗi vật thể có khối lượng thì trong nó tồn tại một năng lượng E được tính theo công thức trên. Điều này có nghĩa nếu cho một vật có khối lượng chuyển động với vận tốc c của ánh sáng thì khối lượng m của nó sẽ chuyển hóa thành năng lượng E. Đây chỉ là vấn đề sản sinh ra năng lượng chứ nó không liên quan gì đến việc động cơ có vĩnh cửu hay không.
Động cơ là một cơ cấu dùng để chuyển hóa giữa các dạng năng lượng. Điều này có nghĩa động cơ phải được cấp cho một nguồn năng lượng nào đó. Nó không sản sinh ra năng lượng.
Cháu nghĩ vấn đề động cơ không thể vĩnh cửu được là do mất mát công suất do ma sát, do sức cản của môi trường,... mà những điều này lại là những thứ không thể không có trong thế giới của chúng ta. Nếu giả sử những thứ này mất đi (chỉ là giả sử ) thì hoàn toàn có được một động cơ vĩnh cửu theo như định luật II của Newton. Năng lượng ban đầu được cung cấp, nếu nó không bị biến thành dạng năng lượng khác thì nó sẽ mãi mãi tồn tại và nó sẽ làm cho sự chuyển động trở nên vĩnh cửu.
Đó là những suy nghĩ của cháu. Mong nhận được sự góp ý của chú.
Thân chào chú.

 

[kachiusa185]

@...

..... Điều này có nghĩa nếu cho một vật có khối lượng chuyển động với vận tốc c của ánh sáng thì khối lượng m của nó sẽ chuyển hóa thành năng lượng E. ...

_ Hì, mấy cái vật lý đại cương này mình bỏ lâu lắm rồi nhưng mà theo trí nhớ thì hình như công thức E=mc^2 chỉ dùng để chỉ năng lượng nghỉ và công thức thu gọn khi vận tốc của hạt quá nhỏ so với với c. Công thức đầy đủ phải là:
E=mc^2/căn(1 - v^2/c^2)
Do đó khi một hạt khối lượng nghỉ m chuyển động với vật tốc v khá lớn so với c thì năng lượng E sẽ tăng lên.
_ Định luật bảo toàn năng lượng người ta còn gọi là định luật vàng trong cơ học.
_ Chú DCL sinh năm 1961 :4:

 

[hoangcokhi]

Cảm ơn anh kachiusa185 nhé. Em nhớ sai về công thức này rồi. Công thức E=mc^2 chỉ cho biết trong mỗi vật thể có khối lượng thì tồn tại trong nó một năng lượng E tính như trên. Công thức này cho thấy con người có 1 nguồn năng lượng vô cùng lớn, vấn đề quan trọng là chúng ta có thể giải phóng được nguồn năng lượng đó hay không và vấn đề quan trọng hơn nữa là chúng ta phải khống chế được nó.

 

[DCL]

@ chú DCL (cháu xin phép được gọi bằng chú vì thấy trên diễn đàn có nhiều người vẫn gọi vậy mà cháu thì không biết chú năm nay bao nhiêu tuổi :-D)

Theo cháu nghĩ thì công thức E=mc^2 chỉ nói lên được rằng bản thân mỗi vật thể có khối lượng thì trong nó tồn tại một năng lượng E được tính theo công thức trên. Điều này có nghĩa nếu cho một vật có khối lượng chuyển động với vận tốc c của ánh sáng thì khối lượng m của nó sẽ chuyển hóa thành năng lượng E. Đây chỉ là vấn đề sản sinh ra năng lượng chứ nó không liên quan gì đến việc động cơ có vĩnh cửu hay không.
Động cơ là một cơ cấu dùng để chuyển hóa giữa các dạng năng lượng. Điều này có nghĩa động cơ phải được cấp cho một nguồn năng lượng nào đó. Nó không sản sinh ra năng lượng.
Cháu nghĩ vấn đề động cơ không thể vĩnh cửu được là do mất mát công suất do ma sát, do sức cản của môi trường,... mà những điều này lại là những thứ không thể không có trong thế giới của chúng ta. Nếu giả sử những thứ này mất đi (chỉ là giả sử ) thì hoàn toàn có được một động cơ vĩnh cửu theo như định luật II của Newton. Năng lượng ban đầu được cung cấp, nếu nó không bị biến thành dạng năng lượng khác thì nó sẽ mãi mãi tồn tại và nó sẽ làm cho sự chuyển động trở nên vĩnh cửu.
Đó là những suy nghĩ của cháu. Mong nhận được sự góp ý của chú.
Thân chào chú.

Hoangcokhi và Kachiusa mến,

Trên đây là tớ trả lời câu hỏi của bạn Le70 về vấn đề năng lượng trong các phản ứng nguyên tử và hạt nhân, đúng như cậu viết, câu trả lời này không liên quan gì đến động cơ vĩnh cửu cả. Tuy nhiên, về phương trình của Einstein, các cậu đừng giới hạn nó chỉ trong chuyển động và cũng không phải là khi một vật chuyển động thì nó chuyển hóa khối lượng thành năng lượng đâu. Bản chất của phương trình này là có thể biến khối lượng thành năng lượng và ngược lại.

Phản ứng phân rã uranium, vốn là nguyên tố tự nhiên có khối lượng nguyên tử lớn nhất, thành các nguyên tử nhẹ hơn (còn gọi là phản ứng phân hạch) tạo ra năng lượng do giảm khối lượng của nguyên liệu ban đầu so với sản phẩm của phản ứng. Tương tự như vậy, phản ứng nhiệt hạch sinh ra năng lượng do sự kết hợp các hạt nhân hydro để tạo thành helium, sự chênh lệch khối lượng trước và sau phản ứng cũng tạo ra năng lượng. Năng lượng này được tính bằng phương trình nổi tiếng của Einstein E = mc^2. Như vậy là chỉ cần giảm một chút khối lượng, ta có thể tạo ra một năng lượng khổng lồ.

Về động cơ vĩnh cửu, đã có 2 thế hệ động cơ vĩnh cửu và người ta gọi là loại 1 hay loại 2. Ở các ví dụ mà Hoangcokhi đã nêu, chúng là những động cơ vĩnh cửu loại 1, vì chúng ví phạm nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học: nhiệt lượng không tự nhiên sinh ra và mất đi. Dĩ nhiên loại 1 từ lâu đã không còn ai mơ hồ theo đuổi nữa.

Sau khi đã hoàn toàn đồng ý rằng không thể sinh ra năng lượng từ chỗ không có năng lượng và không mất công nghiên cứu các động cơ loại 1 nữa, thì một số người lập luận như sau: nhiệt độ nước biển và khí quyển hiện nay nếu có thể làm giảm xuống chút ít (vài phần trăm độ) thì không gây tác hại nào, thậm chí còn có lợi cho môi sinh; nhưng do khối lượng nước biển và khí quyển rất lớn, nên chỉ cần giảm nhiệt độ của chúng chút ít như vậy thì cũng dư năng lượng cho nhân loại dùng thả phanh. Và nếu thế thì hầu như chúng ta có được nguồn năng lượng vô biên mà vẫn không vi phạm định luật bảo toàn năng lượng. Vậy là các nghiên cứu loại động cơ vĩnh cửu thế hệ II được phát động còn có phần rầm rộ hơn lần đầu. Các đề án và các đề mô liên tục được đưa ra và vẫn liên tục thất bại. Vì sao vậy, chúng vi phạm định luật nào nữa đây?

Các nghiên cứu cơ bản cũng được lùa vào dòng thác nghiên cứu thực nghiệm điên cuồng này và làm hé lộ nguyên lý thứ hai của nhiệt động học, đó là: KHÔNG THỂ TRUYỀN NHIỆT TỪ NƠI CÓ NHIỆT ĐỘ THẤP ĐẾN NƠI CÓ NHIỆT ĐỘ CAO! Tất nhiên là còn có thể phát biểu nguyên lý thứ hai này theo một số cách khác như nguyên lý tăng entropy... nhưng bản chất của các phát biểu này là tương đương nhau. Vì thế, người ta gọi những động cơ mưu toan "ăn của chùa" này là động cơ vĩnh cửu loại II.

Do nguyên lý II rất tinh tế, nên không dễ gì một người bình thường có thể phát hiện ra sự vi phạm của một động cơ loại II. Một ví dụ điển hình là nhiều sinh viên kỹ thuật (cả kỹ sư nữa) không hiểu (và không thèm để ý) làm sao mà chiếc máy điều hòa vẫn lấy nhiệt từ trong căn phòng 25 độ C để thải ra bên ngoài 35 độ C, thế thì có vi phạm gì không? Họ cũng không buồn tìm hiểu về chu trình Carno và các vấn đề về hiệu suất trong các quá trình đó nữa.

Tương lai, không loại trừ khả năng sẽ có những động cơ vĩnh cửu loại III hoặc cao hơn, dù sao thì đó cũng là hoài bão chinh phục thiên nhiên ngây thơ và đáng yêu của nhân loại.

 

[LLQ]

Động cơ vĩnh cửu nào được ứng dụng cho Xe máy, Ô tô, Máy Bay, Tầu biển, v.v....???? Để thay thế động cơ xăng, dầu hiện nay?

 

[thanhddec]

Động cơ vĩnh cửu nào được ứng dụng cho Xe máy, Ô tô, Máy Bay, Tầu biển, v.v....???? Để thay thế động cơ xăng, dầu hiện nay?

Giải pháp dùng năng lượng mặt trời để tiết kiệm nguồn nhiên liệu và giảm bớt ô nhiễm, Năng lượng mặt trời có thể coi là nguồn năng lượng vô tận, các loại động cơ dùng loại năng lượng này có thể coi là động cơ vĩnh cửu.