Có cái bài này trong Vnexpress
Loài người từng ước muốn tạo ra một loại máy cơ khí không cần dùng bất cứ thứ năng lượng nào mà vẫn có thể hoạt động không ngơi nghỉ. Người ta gọi nó là động cơ vĩnh cửu. Nhưng các nhà khoa học đã chứng minh rằng ước mơ đó rất viển vông.
Ý tưởng đó khởi nguồn ở Ấn Độ, sau đó được truyền tới các quốc gia theo đạo Hồi, rồi sang phương Tây vào thế kỷ 12. Phương án thiết kế nổi tiếng đầu tiên về động cơ vĩnh cửu là của một người Pháp tên Hauneiker (xem hình): Ở giữa một bánh xe có đặt trục quay, trên vành bánh xe có phân bố 12 thanh gắn có thể thò ra, thụt vào và trên mỗi thanh có gắn quả cầu sắt. Người thiết kế cho rằng, quả cầu bên phải cách xa trục hơn quả cầu bên trái một chút, nên mô men quay do quả cầu bên phải gây ra lớn hơn mô men do quả cầu bên trái gây ra. Như thế, bánh xe quay hoài từ phải sáng trái và có thể kéo máy móc nào đó quay.
Phương án này gây nên tiếng vang lớn và nhiều người đã dựa theo để chế tạo ra các động cơ vĩnh cửu với nhiều hình dạng khác nhau. Nhưng mọi động cơ đều chỉ quay được một lúc thì dừng lại.
Phân tích tỉ mỉ một chút sẽ thấy, tuy mô men do mỗi quả cầu bên phải sinh ra là lớn nhưng số lượng quả cầu lại ít, còn mô men mỗi quả cầu bên trái sản sinh ra là nhỏ nhưng số lượng quả cầu lại nhiều. Đó là một nguyên nhân khiến bánh xe không thể quay tiếp tục. Ngoài ra, phương án đó cũng chưa giải quyết được vấn đề lực ma sát.
Năm 1717, một tiến sĩ Pháp tuyên bố đã phát minh ra một loại động cơ vĩnh cửu bằng "bánh xe tự động". Tin tức truyền tới nước Nga, Piốt Đại đế hết sức thích thú, liền phái người đi tìm vị tiến sĩ, trả 10 vạn rúp để "mua bánh xe tự động" về nước Nga. Piốt đại đế thậm chí có kế hoạch tự mình đi châu Âu để đàm phán với vị tiến sĩ đó, nhưng do vua đột ngột ốm chết, nên không kịp nhìn thấy "động cơ vĩnh cửu" ấy. Rất nhiều người tiếc cho vị tiến sĩ về khoản tiền đãi ngộ cao như vậy, lại có người treo thưởng 1.000 mark Đức cho ai tìm ra sai sót của động cơ vĩnh cửu này.
Thật không ngờ, người tìm ra sai sót của "bánh xe tự động" không phải nhà khoa học nào mà chính là người hầu gái của vị tiến sĩ. Bà này cáo giác với mọi người là căn phòng đặt "bánh xe tự động" có một bức tường kép. Chỉ cần có người trong bức tường kép kéo dây thì bánh xe sẽ quay. Bánh xe không phải "vĩnh cửu tự động" mà là người làm cho nó quay. Đó chỉ là một vụ lừa đảo. Tuy nhiên, rất nhiều người đã tin. Về một khía cạnh nào đó nó phản ánh lòng mong mỏi của con người đối với động cơ vĩnh cửu.
Nhưng người châu Âu không cam tâm chịu thất bại, họ vẫn tin rằng có thể phát minh ra động cơ vĩnh cửu. Thế là các phương án thiết kế sản sinh càng ngày càng nhiều. Người ta nêu ra vô số các phương án: áp dụng "máy cấp nước xoắn ốc"; lợi dụng quán tính bánh xe; lợi dụng lực nổi của nước hoặc tác dụng của mao quản. Nhưng mọi phương án đều thất bại.
Dần dần, mọi người nhận ra rằng, bất cứ máy móc nào tạo ra công đều phải tiêu hao năng lượng từ bên ngoài, chứ máy móc không thể tạo công. Nhưng các nhà khoa học thời ấy không sao dùng lý luận để giải thích được hiện tượng đã nhận biết đó. Cho nên họ cũng chẳng làm thế nào thuyết phục mọi người đừng tìm cách khám phá động cơ mới.
Tới giữa thế kỷ 19, định luật Bảo toàn và chuyển hoá năng lượng mới ra đời. Khi đó mọi người mới tỉnh ngộ: mọi vật chất trong thế giới tự nhiên đều có năng lượng, năng lượng có các hình thức khác nhau, có thể chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác, từ vật thể này truyền sang vật thể khác và trong quá trình chuyển hoá và truyền đó, tổng năng lượng được bảo toàn bất biến.
Tuy nhiên, sau thất bại của loạt động cơ vĩnh cửu, một số người vẫn mộng tưởng chế tạo một loại động cơ vĩnh cửu khác, hy vọng nó không vi phạm định luật thứ nhất của nhiệt động học, đồng thời vừa kinh tế vừa tiện lợi. Ví dụ như loại động cơ nhiệt có thể trực tiếp hút nhiệt lượng của hải dương hoặc khí quyển để biến thành cơ năng. Do năng lượng của hải dương và khí quyển là vô tận, loại máy nhiệt này có thể không ngừng vận chuyển tạo ra công, nghĩa là trở thành một động cơ vĩnh cửu.
Nhưng trên cơ sở của vô số kinh nghiệm thực tiễn, nhà vật lý Anh Kelvin vào năm 1851 đã nêu ra một nguyên lý phổ biến mới: Vật chất không thể hút lấy nhiệt lượng từ nguồn nhiệt đơn nhất, khiến hoàn toàn biến thành công có ích mà không sản sinh ảnh hưởng khác. Như vậy, cách nghĩ về loại động cơ vĩnh cửu thứ hai cũng bị phá sản.
Như vậy chúng ta thấy rằng, để trả lời cho câu hỏi tại sao lại không thể dùng biển có dung lượng nhiệt lớn để cung cấp nhiệt cho đông cơ vĩnh cửu ở đầu thread này, có nghĩa là không thể cứ làm lạnh biển đi mãi để lấy năng lượng của nó chạy máy, nằm ở cách giải thích của Kelvin như trên. Điểm mấu chốt là ở chỗ không bao giờ người ta có thể làm cho toàn bộ một lượng nhiệt lượng lấy đi từ đại dương lại có thể chuyển hết 100% thành công chạy máy cả. Nó bao giờ cũng phải sinh đi kèm thêm với nhiệt, có nghĩa là nhiệt lượng 100J mà nó lấy được từ đại dương thì chỉ có khoảng ví dụ 60J là dành để sinh công, còn 40J thì lại thành nhiệt tỏa đi nơi khác. Việc dành cho bao nhiêu J để sinh công phụ thuộc vào hiệu suất của động cơ đó, hiệu suất cao nhất là hoạt động theo chu trình Cacno.
