Tiểu Sử Các Danh Nhân Thế Giới Và Những Phát Minh, Khám Phá Quan Trọng.
Thomas Edison (1847 - 1931)
Nhà Phát Minh Số Một Của Hoa Kỳ Và Thế Giới
1/ Thời thơ ấu.
Vào khoảng tháng 12 năm 1837, Đại Úy William L. Mackenzie và các đồng chí trong đó có ông Samuel Edison, đã tổ chức một cuộc cách mạng, định đánh chiếm thành phố Toronto thuộc Gia Nã Đại nhưng mưu sự không thành. Để tránh sự lùng bắt, ông Samuel Edison phải trốn sang Michigan, Hoa Kỳ, rồi lưu lại Detroit vì thời bấy giờ, chính phủ Gia Nã Đại dự định lưu đầy các phạm nhân chính trị sang Tasmania, châu Úc.
Sau khi mang được gia đình gồm vợ và hai con sang Hoa Kỳ vào đầu năm 1839, ông Samuel Edison dời nhà tới Milan, thuộc tiểu bang Ohio. Milan là một thị trấn nhỏ bên giòng sông Huron, cách hồ Erie vài dặm đường. Tại Milan, công việc buôn bán khá sầm uất. Từ nơi đây người dân chở đi nào ngũ cốc, rau trái, nào củi gỗ và các nông sản khác. Ông Samuel Edison dựng nên tại nơi đây một xưởng cưa và công việc làm ăn khá phát đạt. Chính tại nơi cư ngụ mới này, gia đình Edison đã có thêm một đứa trẻ vào ngày 11/2/1847. Ông Samuel đặt tên cho đứa bé là Thomas Alva Edison để ghi nhớ Đại Úy Alva Bradley đã có công giúp đỡ gia đình Samuel sang Hoa Kỳ.
Alva hay Al, tên gọi tắt, là một đứa trẻ có cái đầu to khác thường khiến cho bác sĩ bảo cậu sẽ bị đau óc nhưng điều tiên đoán này đã trở thành sai lầm và thực ra, chính bộ óc của Al sau này đã làm tiến triển ngành Kỹ Thuật của Nhân Loại.
Càng lớn, Al càng tỏ ra hiếu kỳ. Cậu thường đặt các câu hỏi tại sao, thế nào... và các câu thắc mắc không bao giờ hết của cậu đã khiến cho những người chung quanh đành phải trả lời không biết. Khi lên 5 tuổi, Al thường lang thang bên bờ sông mà coi người lớn làm việc. Tại nơi này, cậu được nghe nhiều bài hát và đã thuộc lòng rất nhanh các câu ca bình dân, điều này chứng tỏ Al có một trí nhớ rất tốt và nhờ trí nhớ này mà về sau, cậu thu thập được nhiều kiến thức sâu rộng.
Vào năm 1850, đường xe lửa được đặt tại nhiều nơi trên đất Hoa Kỳ. Tại Milan, các bô lão từ chối không cho phép đường sắt đi qua làng mình vì e ngại công việc làm trên sông bị tê liệt. Vì thế đường xe lửa chỉ được thiết lập tại phía bắc tiểu bang Ohio và cũng do vậy, thị trấn Milan trở nên kém sầm uất. Ông Samuel đành phải đóng xưởng cưa và dọn nhà qua Port Huron, thuộc tiểu bang Michigan vào năm 1854. Tại Port Huron, ông Samuel buôn bán ngũ cốc, củi gỗ và cũng trồng rau và trái cây. Năm lên 8 tuổi, Al từng giúp cha, chất rau trái lên một chiếc xe ngựa và đi bán hàng từng nhà trong thị xã.
Al cũng được cha mẹ cho đi học tại một ngôi trường độc nhất. Trường chỉ có một lớp với khoảng 40 học sinh, lớn có, nhỏ có, học một ông giáo theo các trình độ khác nhau. Trong phòng học những chỗ ngồi gần ông thầy chỉ để dành cho các trẻ em ngu đần. Tại lớp học, Al đặt rất nhiều câu hỏi hắc búa mà lại không chịu trả lời các câu hỏi của thầy. Al thường đội sổ, khiến cho các bạn cậu chế riễu cậu là đần độn.
Một hôm, nhân có viên thành tra vào thăm lớp học, thầy giáo đã chỉ vào Al và nói : trò này điên khùng, không đáng ngồi học lâu hơn. Al rất căm hận về hai chữ điên khùng và đem câu chuyện này kể lại với mẹ. Bà Nancy khi nghe kể xong, liền nổi giận, bà dẫn ngay Al đến trường và bảo ông giáo : ông bảo con tôi điên khùng hả? Tôi nói thật cho ông rõ, trí óc của nó còn hơn ông đấy. Tôi sẽ giữ nó tại nhà và dạy lấy, vì tôi đã là giáo viên, để ông thấy rằng sau này nó sẽ ra sao!.
Từ đó, Alva không đến trường nữa mà học với mẹ tại nhà trong suốt 6 năm trường. Nhờ mẹ, Al học dần các môn Lịch Sử của Hy Lạp, La Mã và Sử Thế Giới. Al cũng được làm quen với Thánh Kinh, với các tác phẩm của Shakespeare và của các văn sĩ, thi sĩ, sử gia danh tiếng khác. Nhưng đặc biệt nhất, Al ưa thích Khoa Học. Cậu có thể kể lại rành mạch các phát minh, các thí nghiệm và tiểu sử của các đại bác học như Newton, Galileo. . . Chỉ trong vòng 6 năm, bà Nancy đã truyền lại cho con tất cả kiến thức của mình, từ môn Địa Dư với những tên núi sông, tới môn Toán Học chính xác. Bà Nancy không những dạy con về học vấn mà còn huấn luyện Al về hạnh kiểm. Al được mẹ nhắc nhở các đức tính thật thà, ngay thẳng, tự tin và cần cù, cộng với lòng ái quốc và tình yêu nhân loại.
Al học hành tiến bộ rất nhanh chóng khiến cho cha rất hài lòng. Ông Samuel thường cho con các món tiền nhỏ đủ mua dần từng cuốn sách hữu ích, nhờ thế Al đã say sưa với các tác phẩm như Ivanho của Scott, Robinson Crusoe của Defoe và Oliver Twist của Dickens. Nhưng tác giả mà Al ưa thích nhất là Victor Hugo và cậu thường kể lại cho các bạn nghe các câu chuyên đã đọc qua.
Năm 10 tuổi, Al được cha cho cuốn sách toát yếu về Khoa Học của soạn giả Parker (School Compendium of Natural and Experimental Philosophy by Richard Green Paker). Trong cuốn sách toát yếu này, Paker đã giảng giải về máy hơi nước, máy điện báo, cột thu lôi, pin Volta. . . Cuốn sách đã trả lời Al rất nhiều điều mà từ trước, Al vẫn thường thắc mắc. Cuốn sách này đã dẫn đường cho Al tới phạm vi rộng lớn của Khoa Học và khiến cho cậu yêu thích môn Hóa Học.
2/ Thời kỳ thực tập.
Năm 12 tuổi, Al nói với cha mẹ : Thưa cha mẹ, con hiện nay cần nhiều tiền, cha mẹ cho phép con đi xin việc làm. Hai ông bà Edison đã ngăn cản con vì lo sợ Al sẽ gặp phải các rủi ro, hơn nữa công việc kiếm ăn sẽ làm trở ngại sự học nhưng Al đã quyết định rồi, cậu nằng nặc đòi cha mẹ cho phép thử tự lập và hứa rằng sẽ hết sức thận trọng.
Thời bấy giờ, công ty xe lửa Grand Trunk thiết lập một ga nhỏ tại Port Huron. Al xin được phép bán báo, tạp chí, sách vở, trái cây và bánh kẹo trên xe lửa chạy quãng đường Port Huron và Detroit dài 101 cây số. Từ đó cậu bé 12 tuổi này mỗi tháng thức dậy lúc 6 giờ để đáp chuyến xe lửa 7 giờ và tới Detroit lúc 10 giờ. Thông thường tới Detroit, Al vội vã đến thư viện và nghiền ngẫm trong nhiều giờ các cuốn sách mà cậu không thể tìm thấy tại nơi mình cư ngụ. Al tập dần cách đọc nhanh và cậu quyết định bắt đầu đọc các sách của các tác giả từ vần A cho tới hết 16,000 cuốn của thư viện. Tới 6 giờ chiều, Al lại ra xe và trở về Port Huron lúc 9 giờ 30 tối. Ít khi Al đi ngủ trước 11 giờ đêm vì cậu còn phải làm các thí nghiệm hóa học trong hơn một giờ đồng hồ.
Trong thời gian bán báo và kẹo bánh trên xe lửa, Al làm quen được nhiều người gồm các chuyên viên điện báo, các công nhân và nhân viên nhà ga. Cậu được các người này giúp đỡ trong nhiều trường hợp khó khăn.
Vào năm 1861, cuộc Nội Chiến Nam Bắc Mỹ bùng nổ. Các trận đánh càng ác liệt thì số báo lại càng bán chạy. Al bèn nghĩ tới việc bán báo tại tất cả các nhà ga phụ. Vào ngày 01 tháng 4 năm 1862, tờ báo Free Press loan tin trận đánh quyết định tại Shiloh trong tiểu bang Tennessee. Al liền chạy vội tới tòa báo Free Press là tờ báo lớn nhất tại Detroit và hỏi mua 1,000 tờ trả tiền sau, rồi Al và hai người bạn vác báo lên tầu. Tại các ga đầu, số báo bán được còn ít ỏi nhưng càng đi xa hơn, số người hỏi mua báo càng gia tăng khiến cho Al nghĩ cả đến việc tăng giá báo từ 5 xu tới 10 xu, rồi sau cùng bán tới 25 xu một tờ. Nội trong ngày hôm đó, Al đã bán hết 1,000 tờ báo trước khi tới Port Huron và thu được hơn 100 đô la, một số tiền lớn nhất mà cậu kiếm được từ trước tới nay.
3/ Ông chủ báo nhỏ tuổi và điện tín viên.
Một sáng kiến khác lại nẩy ra trong đầu óc của cậu bé đầy nghị lực này : Al định ra báo. Cậu liền mua một máy in quay tay và cậu thiết lập thêm trong toa hành lý một cơ sở báo chí nữa. Al đã cho ra đời tờ tuần báo khổ nhỏ có tên là The Weekly Herald (Diễn Đàn Hàng Tuần). Viên chủ nhiệm nhỏ tuổi này nhận thấy không thể cạnh tranh với các báo chí tại Detroit về các tin tức chiến sự nên quyết định chỉ phổ biến mọi tin xẩy ra trong vùng dọc theo hai bên con đường sắt. Cậu thu lượm tin tức nhờ các chuyên viên điện báo địa phương. Al vừa là chủ nhiệm, quản lý, vừa là ký giả, thợ in và người bán báo. Từ đó tuần báo The Weekly Herald 2 trang, được in mỗi mặt 3 cột. Ngoài các tin tức địa phương, Al còn cho phổ biến các tin về hiếu hỉ, các tai nạn, hỏa hoạn. . .
Báo của Al bán được khá chạy. Ngay ở số đầu tiên đã tiêu thụ được chừng 400 tờ trong một tháng. Al còn nhận cả việc quảng cáo trên báo nữa. Tuần báo The Weekly Herald đã có lần được bán cho nhà phát minh người Anh là ông Stephenson khi viên kỹ sư này một hôm đi trên chuyến xe lửa qua miền Port Huron. Ông Stephenson đã ngợi khen các ý tưởng của Al và ông quả quyết rằng báo của cậu cũng giá trị như các báo của những người lớn gấp đôi tuổi.
Muốn làm gia tăng số độc giả, Al cho thêm vào tuần báo một đề mục chuyện nói chuyện ngồi lê mách lẻo và ký dưới tên hiệu Paul Pry (Paul, người tọc mạch). Al đã dùng báo chí của mình để chỉ trích một vài người trong vùng và cậu đã cẩn thận ghi tên của họ bằng mẫu tự đầu tiên. Nhưng quãng đường 101 cây số rất ngắn ngủi, không thể giúp Al tránh khỏi sự săn đuổi của những nạn nhân bị chế nhạo. Rồi vào một ngày đẹp trời, khi Al đang đi bộ trên bờ sông Saint Clair, bỗng có một người vạm vỡ tiến lại gần Al, túm cổ viên chủ nhiệm nhỏ tuổi, ném xuống sông. Al ngoi lên bờ, quần áo ướt như chuột. Bực mình vì bị một số độc giả luôn rình rập quấy rầy, Al quyết định ngưng việc làm báo.
Vào một buổi sáng tháng 8 năm 1862, Al đứng nói chuyện với ông Mackenzie, nhân viên nhà ga kiêm chuyên viên điện báo. Ông Mackenzie có một đứa con trai 2 tuổi rưỡi, tên là Jimmy, thường hay lân la chơi tại sân ga. Khi đang trò chuyện, bỗng Al trông thấy Jimmy đang đi dọc theo đường sắt trong khi đó, một toa xe goòng đang phóng đến. Nhận thấy sự nguy hiểm trước mắt, Al liền lao mình tới chỗ đứa bé, ôm lấy nó mà lăn ra phía ngoài. Để đền đáp ơn cứu tử đứa con của mình, ông Mackenzie nhận dạy Al nghề điện báo và hứa sẽ xin việc cho cậu khi nào Al thành thạo.
Từ đó Al bắt đầu bỏ ra mỗi ngày 18 giờ để học về điện báo và chữ Morse. Chỉ trong vài tuần lễ, Al đã theo kịp tất cả các tín hiệu do ông Mackenzie đánh đi. Sau 3 tháng học hỏi, không những Al tiến bộ đến nỗi ông Mackenzie phải gọi Al là chuyên viên điện báo hạng nhất, và Al còn chế tạo được một máy điện tín có đầy đủ tính cách toàn hảo cũng như cho phép người xử dụng máy gửi điện tín đi thật nhanh chóng.
Trong thời kỳ Nội Chiến Nam Bắc Mỹ, hàng trăm điện tín viên bị gọi nhập ngũ vào các đội truyền tin. Kết quả của sự kiện này là các công ty thương mại cũng như hỏa xa thiếu chuyên viên. Vì thế xin một chân làm việc về điện tín là một điều dễ dàng và một người mới học nghề cũng có thể kiếm được việc. Vào khoảng năm 1864, Al nhận thấy có đủ khả năng nhận một chân điện tín viên nên từ bỏ nghề bán báo và tới Stradford, Gia Nã Đại, xin làm việc vào tháng 5. Al trở thành điện tín viên tại ga Stratford này và lãnh lương mỗi tháng 25 đô la.
Từ năm 1864 tới năm 1868, Al đã làm việc tại nhiều nơi như New Orleans, Indianapolis, Louisville, Memphis và Cincinnati. . . Chàng thanh niên này cũng bắt đầu bỏ cách gọi tắt là Al mà dùng tới tên chính là Thomas hay cách gọi thân mật là Tom.
Thomas Edison bây giờ là một chàng thanh niên khỏe mạnh, nhiều thiện cảm và vui tính. Sự cởi mở, lòng chân thật đã khiến Tom có nhiều bạn nhưng cách làm việc đặc biệt của Tom đã khiến cho các bạn bè cho chàng là người kỳ quặc. Tom ăn mặc giản dị, quần áo cũ kỹ và dính mực, đôi giày của chàng mòn đế cũng không khiến chàng nghĩ đến việc thay đôi mới. Vào mùa lạnh, Tom cố chịu rét hơn là bỏ tiền mua một áo choàng bằng nỉ vì chàng đã dồn tiền vào việc mua sắm các sách vở khoa học và dụng cụ thí nghiệm.
Vào đêm hôm 14/ 4/1865, cuộc Nội Chiến Nam Bắc Mỹ chấm dứt, làm cho hàng trăm điện tín viên mất việc. Tom Edison trở về Louisville rồi tới cuối năm 1868, từ biệt cha mẹ đi Boston để nhận chân chuyên viên điện tín. Năm 21 tuổi, Tom thực hiện được phát minh đầu tiên, đó là một máy đầu phiếu. Tom gửi sáng kiến này tới Phòng Văn Bằng Sáng Chế rồi đưa trình lên Quốc Hội, nhưng vào thời đó không nghị sĩ nào ưa thích thứ máy móc tân kỳ đó. Mặc dù thất bại, Tom lại bắt đầu làm nhiều việc khác. Chàng đã chế ra được một máy điện báo cùng một lúc gửi đi hai điện tín trên một đường dây.
Còn tiếp
Vietscience.com
Lịch sử hình thành và phát triển của máy điều hòa
Lịch sử hình thành và phát triển của máy điều hòa
Lịch sử hình thành và phát triển của máy điều hòa
Máy lạnh (máy điều hòa) là sản phẩm điện gia dụng phổ biến khắp mọi nơi trên thế giới. Đặc biệt là tại một nước nhiệt đới như Việt Nam, được sinh hoạt và làm việc trong môi trường mát mẻ do máy lạnh tạo ra là nhu cầu của tất cả mọi người. Trong những ngày hè nóng bức như hiện nay, chiếc máy lạnh là một sản phẩm không thể thiếu đối với mỗi người chúng ta.
Hôm nay, chúng sẽ sẽ cùng tìm hiểu về lịch sử của máy lạnh, từ những mô hình cổ xưa nhất tới chiếc máy lạnh hiện đại mà bạn đang sử dụng như hiện nay. Lại một lần nữa bắt gặp những người Ai Cập cổ đại...Tóm tắt những cột mốc quan trọng trong quá trình phát triển của máy điều hòa hiện đại
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...6/dieu-hoa.jpg
Những mô hình sơ khai nhất - Con người đã biết làm mát từ thời xa xưa...
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima.../dieu-hoa1.jpg
Hình vẽ trên tường diễn tả phương pháp làm mát bằng hơi ẩm của người Ai Cập cổ đại
Các nhà khảo cổ học và sử học cho rằng mô hình máy điều hòa không khí sơ khai nhất đã được những người Ai Cập cổ đại áp dụng bằng cách treo lau sậy trên các cửa sổ và phun nước lên. Khi gió thổi qua cửa sổ sẽ mang theo hơi nước vào và làm mát không khí bên trong căn phòng. Ngoài ra, phương pháp này còn giúp người Ai Cập cổ làm ẩm bầu không khí trong nhà, tránh được sự khô nóng của khí hậu sa mạc.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima.../dieu-hoa2.jpg
Hình ảnh tháp làm mát của người Ba Tư
Những người La Mã cổ đại cũng lắp đặt hệ thống ống nước bao quanh tường nhà để nước lưu thông làm mát căn nhà. Một kỹ thuật khác cũng được sử dụng bởi những ngươi Ba Tư thời trung cổ để làm mát không khí. Đó là một hệ thống bao gồm bể chứa nước và các tháp gió để làm mát không khí trong nhà vào những thời điểm nóng bức.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima.../dieu-hoa3.jpg
Sơ đồ hoạt động của hệ thống tháp gió làm mát
Thế kỷ thứ 2 thời Hán tại Trung Quốc, nhà phát minh Đinh Hoãn đã chế tạo ra "chiếc quạt"để làm mát không khí. Đây là hệ thống gồm 3 bánh xe có đường kính 3 mét và được quay bằng tay để tạo ra luồng gió. Vào năm 747, vua Đường Huyền Tông (712-762) đã dùng một tháp làm mát lắp trong cung điện mang tên Lượng Thiên. Các văn bản cổ đã mô tả hệ thống bao gồm những bánh xe quay bằng sức nước để tạo luồng gió mang hơi ẩm làm mát không khí. Cho đến thời Tống tại Trung Quốc, các tài liệu cổ cũng đã đề cập tới việc sử dụng hệ thống làm mát không khí nói trên một cách rộng rãi bởi nhiều đối tượng khác nhau.
Tất cả những phát minh đều bắt đầu từ các nguyên lý vật lý - hóa học
Đến thế kỷ 17 tại, nhà phát minh Cornelis Drebble (1572-1633) đã giới thiệu mô hình làm máy không khí bằng cách thêm muối vào nước. Ông đặt tên cho hệ thống này là "biến mùa hè thành mùa đông" và giới thiệu cho vua nước Anh thời bấy giờ là James I.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...ohn-hadley.jpg
Nhà phát minh John Hadley (1731-1764), người đã phát hiện ra mối liên hệ giữa sự bay hơi của chất lỏng và quá trình làm lạnh
Vào năm 1758, Benjamin Franklin (1785-1788), thống đốc bang Pennysylvania, và John Hadley (1731-1764), giáo sư hóa học tại Đại học Cambridge đã tiến hành thử nghiệm và khám phá ra nguyên lý của sự bay hơi. Franklin và Haldley xác nhận rằng sự bay hơi của một chất lỏng chẳng hạn như rượu hoặc ete có thể được dùng để giảm nhiệt độ của một vật thế xuống dưới điểm đóng băng của nước. 2 người đã tiến hành thử nghiệm dùng sự bay hơi để hạ nhiệt độ của ống nhiệt kế thủy ngân từ 18 độ C xuống còn -14 độ C.
Franklin đã ghi nhận rằng ngay sau khi nhiệt độ vượt qua ngưỡng đóng băng của nước, một màng băng mỏng đã hình thành trên bề mặt của ống nhiệt kế. Từ đó, ông đi đến kết luận: [I]"Thử nghiệm trên cho thấy đóng băng một người đàn ông đến chết ngay trong mùa hè là việc làm hoàn toàn khả thi".
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...el-faraday.jpg
Nhà hóa học, vật lý và phát minh người Anh, Michael Faraday (1791-1867), người đầu tiên thực hiện thí nghiệm nén và hóa lỏng amoniac đồng thời phát hiện ra sự làm lạnh từ quá trình ngược lại.
Đến năm 1820, nhà hóa học và phát minh người Anh, Michael Faraday (1791-1867) đã thực hiện thành công thí nghiệm nén và hóa lỏng khí amoniac. Ông phát hiện ra rằng khi bay hơi, amoniac lỏng có thể làm lạnh không khí xung quanh. Hơn 20 năm sau đó, vào năm 1842, bác sĩ người Scotland John Gorrie (1803-1855) đã dùng kỹ thuật nén khí nhằm tạo ra băng để làm mát các bệnh nhân trong bệnh viện tại Apalachicola, Florida. Từ thành công đó, ông hy vọng sẽ tạo nên một cỗ máy tạo băng để làm mát cả một tòa nhà. Thậm chí, bác sĩ John đã hình dung ra một cỗ máy có thể làm mát không khí cho cả một thành phố.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...ohn-gorrie.jpg
Bác sĩ người Scotland John Gorrie (1803-1855), người đưa ra ý tưởng đầu tiên về hệ thống làm mát không khí.
Mặc dù mô hình và những ý tưởng trên chưa từng được thực hiện, nhưng vào năm 1851, Gorrie vẫn được trao bằng sáng chế cho cỗ máy tạo ra băng. Tuy nhiên, người ủng hộ dự án máy làm mát của Gorrie qua đời và ông không thể có được số tiền viện trợ để tiến hành chế tạo. Ngay sao đó, Gorrie đã chịu nhiều sự phản đối từ các nhà sáng chế đương thời. Cuối cùng, Gorrie qua đời trong nghèo đói vào năm 1855 và ý tưởng về một chiếc máy làm mát không khí bị phai mờ trong suốt nhiều năm sau đó.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima.../dieu-hoa4.jpg
Mô hình máy tạo băng của John Gorrie được lưu giữ tại bảo tàng John Gorrie, Apalachicola, Florida
Dưới góc độ khác của vấn đề, kể từ thời tiền sử, tuyết và băng đá đã được sử dụng để làm mát. Cho đến thế kỷ 19, thu thập băng trong mùa đông và dự trữ để sử dụng trong mùa hè đã trở thành một ngành công nghiệp phổ biến. Và cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, mô hình máy làm nước đá cơ khí đã sớm xuất hiện.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...s-harrison.jpg
Kỹ sư James Harrison, người đầu tiên chế tạo thành công cỗ máy tạo băng vào năm 1851
Cỗ máy làm nước đá đầu tiên do kỹ sư James Harrison chế tạo đã chính thức vận hành vào năm 1851 tại bờ sông Barwon tại Rocky Point thuộc miền Geelong, nước Úc. Sau đó, cỗ máy tạo nước đá của Harrison chính thức được thương mại hóa vào năm 1854. 1 năm sau đó, ông được trao bằng sáng chế cho việc phát minh ra hệ thống tủ lạnh nén khí ete vào năm 1855.
Về mặt nguyên lý, hệ thống của Harrison sử dụng máy nén để đẩy khí đi qua một bình ngưng tụ. Luồng khí đi qua sẽ được làm mát và hóa lỏng. Tiếp theo đó, khí hóa lỏng sẽ di chuyển qua hệ thống ống và trở lại thể hơi. Quá trình này sẽ làm mát lượng không khí xung quanh. Cỗ máy được vận hành bằng bánh đà có đường kính 5 mét và có thể tạo ra 3000kg nước đá mỗi ngày.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima.../dieu-hoa5.jpg
Hình ảnh cỗ máy tạo băng của Harrison
Mặc dù Harrison đã thương mại hóa thành công nhà máy sản xuất nước đá thứ 2 tại Sydney vào năm 1860, nhưng không lâu sau đó, sự nghiệp phát triển của ông đã gặp phải một thất bại nghiêm trọng. Vào những năm 1870, vấn đề cạnh tranh thị bò tại thị trường châu Âu giữa Úc và Mỹ đang là chủ đề nóng hổi. Khi đó, Harrison đã thực hiện thử nghiệm chuyển thịt bò từ Úc tới Anh trên các tàu vận chuyển. Thay vì lắp đặt tủ lạnh, Garrison lại cho lắp đặt một căn phòng chứa đầy băng để bảo quản thịt bò. Kết quả thu được là toàn bộ thịt đều bị hư do lượn nước đá sử dụng tan nhanh hơn so với dự kiến của Garrison.
Mô hình làm mát bằng nước đá được tiếp tục sử dụng sau đó tại Mỹ. Vào năm 1881, khi tổng thống James Garfiels bị ám sát và nằm trong phòng bệnh, một nhóm các kỹ sư thuộc hải quân Hoa Kỳ đã chế tạo cỗ máy thổi khí qua lớp vải chứa nước đá để làm lạnh không khí. Hệ thống trên có thể giữ cho nhiệt độ phòng bệnh ở mức 20 độ C, tiêu tốn hàng triệu kg nước đá trong thời gian 2 tháng cho tới khi tổng thống qua đời.
Mô hình cơ điện lạnh - Chiếc máy lạnh đầu tiên xuất hiện
Vào cuối thế kỷ 19 đã bắt đầu xuất hiện khái niệm "sản xuất không khí" đã bắt đầu xuất hiện. Tuy nhiên, đây chỉ là phương pháp kiểm soát độ ẩm trong các nhà máy dệt may để đạt được mức năng suất cao hơn. Sau đó, người ta sử dụng hệ thống làm lạnh được thiết lập từ các đường ống dẫn không khí ẩm đi vòng quanh tòa nhà để bảo quản thực phẩm, làm mát bia, thức uống hoặc để bảo vệ các tài liệu quan trọng.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...is-carrier.jpg
Nhà phát minh Willis Carrier (1875-1950) - Người đầu tiên phát minh máy điều hòa không khí hiện đại
Vào năm 1902, mô hình máy điều hòa không khí hiện đại đầu tiên vận hành bằng năng lượng điện được phát minh bởi Willis Carrier (1875-1950) tại Buffalo, New York. Sau khi tốt nghiệp Đại học Carnell, Carrier bắt đầu làm việc cho công ty cơ khí Buffalo Forge. Trong quá trình làm việc tại đây, Carrier bắt đầu tiến hành những thí nghiệm làm mát không khí. Cuối cùng, mô hình máy điều hòa đã được thiết kế chế tạo và chính thức vận hành bởi Carrier vào ngày 17 tháng 7 năm 1902 tại Buffalo.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima.../dieu-hoa6.jpg
Willis Carrier đang vận hành hệ thống điều hòa không khí hiện đại đầu tiên trên thế giới
Hệ thống điều hòa không khí đầu tiên được thiết kế để sử dụng cho một nhà máy in, do đó phát minh của Carrier không chỉ kiểm soát nhiệt độ mà còn cả độ ẩm của không khí trong nhà máy. Để làm được điều này, Carrier đã áp dụng kiến thức của ông về quá trình sưởi ấm một vật thể bằng hơi nước và tìm cách đảo ngược quá trình đó. Nguyên lý khá đơn giản, thay vì đẩy không khí qua một ống nung nóng, ông tạo ra dòng di chuyển không khí qua một ống được làm lạnh bằng amoniac hóa lỏng.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima.../dieu-hoa7.jpg
Bản thiết kế hệ thống điều hòa không khí của Carrier vào năm 1902
Hệ thống bao gồm 2 ống dẫn chính, 1 ống để làm lạnh không khí và 1 ống để cung cấp không khí chứa hơi ẩm. Nhờ đó, hệ thống có thể kiểm soát được độ ẩm ở mức 55% bên trong khối không khí đã được làm lạnh. Do đó, hệ thống làm lạnh có thể bảo quản trang thiết bị trong nhà máy và tạo điều kiện tốt nhất để thực hiện quá trình in ấn. Với hệ thống làm lạnh này, Carrier được mệnh danh là cha đẻ của mô hình máy điều hòa không khí hiện đại.
Theo một số ghi chép và lời kể, ý tưởng về hệ thống trên xuất hiện khi Carrier đang đi trên một chuyến tàu trong sương mù. Sau đó, công nghệ của Carrier đã được áp dụng nhằm nâng cao năng suất làm việc tại các văn phòng, nhà máy,... Và công ty sản xuất máy điều hòa không khí mang tên Carrier chính thức được thành lập tại Mỹ nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng đang ngày càng tăng. Tuy nhiên, hệ thống điều hòa không khí đầu tiên có kích thước rất lớn, cực kỳ tốn kém và rất nguy hiểm do dùng amoniac làm chất sinh hàn, đây là một loại hợp chất có độc tính cao.
Năm 1906, kỹ sư Stuart Cramer đang làm việc tại nhà máy dệt bắc California đã nghĩ ra ý tưởng chế tạo thiết bị thông gió lắp vào nồi chứa nước cất của hệ thống dệt nhằm tạo ra độ ẩm giúp quá trình dệt diễn ra dễ dàng hơn. Cramer đã gọi quá trình này là[B] "điều hòa không khí" (air conditioning).
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima.../dieu-hoa8.jpg
Nhóm các kỹ sư tại công ty Buffalo Forge, Carrier đứng ở hàng giữa, thứ 3 từ phải qua
Ngay sau thành công của mô hình máy điều hòa đầu tiên, cũng trong năm 1902, Trung tâm giao dịch chứng khoán New York đã lắp đặt hệ thống làm lạnh trung tâm song song với một hệ thống sưởi ấm được thiết kế bởi Alfred Wolff, một kỹ sư đến từ Hoboken, bang New Jersey. Wolff là một kỹ sư nổi tiếng với việc nâng cấp thiết kế máy dệt và kết hợp nó vào trong thiết kế xây dựng các tòa nhà. Ông được xem như một hình mẫu trong việc tạo nên các cuộc cách mạng áp dụng khoa học kỹ thuật.
Giai đoạn cải tiến và phổ biến máy điều hòa
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima.../dieu-hoa9.jpg
Ngôi nhà của con bạc nổi tiếng Charles Gates, người đầu tiên trên thế giới trang bị máy điều hòa tại nhà riêng. Ở thời điểm bấy giờ, Gates phải tốn 60.000 đô la mỗi năm để bảo trì toàn bộ căn nhà.
Hệ thống kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm đã góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp khác như làm phim, thực phẩm, thuốc lá, dược phẩm, dệt may và nhiều ngành công nghiệp khác. Vào năm 1911, Carrier tiếp tục giới thiệu "công thức làm lạnh với tỷ lệ độ ẩm hợp lý" cho hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ. Phương pháp làm lạnh này vẫn còn được áp dụng cho đến ngày nay trong một số lĩnh vực của ngành công nghiệp làm lạnh.
Vào năm 1914 tại Minneapolis, hộ gia đình đầu tiên đã lắp đặt hệ thống điều hòa không khí do Carrier chế tạo. Đây chính là ngôi nhà của con bạc nổi tiếng Charles Gates, người được mệnh danh là "ván bài triệu đô". Cỗ máy điều hòa không khí của Gates có kích thước chiều cao 2,1 mét, rộng 1,8 mét và dài gần 7 mét. Tuy nhiên, cỗ máy chưa hề được sử dụng vì không có ai sống trong nhà nhưng hàng năm, Gates phải chi số tiền hơn 60.000 đô la để bảo trì toàn bộ căn nhà.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...dieu-hoa10.jpg
Hình ảnh Carrier và hệ thống điều hòa đặt trên nóc 1 tòa nhà
Từ năm 1917 đến 1930, rạp chiếu phim chính nơi để người dân có thể tận hưởng được bầu không khí được làm mát bởi máy điều hòa. Rạp chiếu phim đầu tiên được trang bị máy điều hòa là rạp New Empire tại Montgomery, bang Alabama vào năm 1917. Cùng năm đó, rạp Central Park tại Chicago nhanh chóng lắp đặt hệ thống điều hòa và nhận được sự hưởng ứng nồng nhiệt của khách hàng, đặt biệt là vào những ngày mùa hè.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...dieu-hoa11.jpg
Koan Maru, chiếc tàu thủy đầu tiên được trang bị hệ thống điều hòa không khí vào năm 1937
Vào năm 1922, Carrier tiếp tục tạo nên 2 bước tiến đột phá cho ngành công nghiệp sản xuất máy điều hòa. Đầu tiên là thay thế chất sinh hàn độc hại amoniac bằng hợp chất khác an toàn hơn là dielene (dichloroethylene, hoặc C2H2Cl2). Bên cạnh đó, các thế hệ máy điều hòa tiếp theo đã được Carrier giảm thiểu tối đa kích thước và cho ra đời những chiếc máy gọn gàng hơn rất nhiều so với trước đó. Bước cải tiến này cho phép máy điều hòa có thể được lắp đặt tại nhiều nơi hơn như cửa hàng bách hóa, cao ốc văn phòng, các tao tàu hoặc những tòa nhà nhỏ.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...dieu-hoa12.jpg
Ảnh chụp một cửa hàng bách hóa được trang bị máy điều hòa (chiếc tủ cao đặt bên cạnh quầy thu ngân)
Tiếp theo, giai đoạn từ 1924 đến 1930 chứng kiện sự phổ biến của máy điều hòa đến với nhiều cơ sở làm việc của chính phủ Mỹ như Thượng viện, Hạ viện, nhà Trắng, trung tâm thương mại và nhiều tòa nhà quan trọng khác trên khắp nước Mỹ. Giai đoạn này, các chất sinh hàn thường được sử dụng trong kỹ thuật làm lạnh của máy điều hòa bao gồm ammoniac, methyl chloride hoặc propane.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...as-midgley.jpg
Kỹ sư người Mỹ Thomas Midgley, Jr. (1889-1944) lần đầu tiên sản xuất thành công Freon (CFC), chất sinh hàn phổ biến trong công nghệ làm lạnh.
Năm 1928, kỹ sư người Mỹ Thomas Midgley, Jr. (1889-1944) lần đầu tiên sản xuất thành công Freon, chất khí trơ, khó cháy, không độc hại cho con người. Khí Freon (Chlorofluorocarbon hay CFC) nhanh chóng được sử dụng làm chất sinh hàn trong công nghệ làm lạnh và được sử dụng rộng rãi cho các thế hệ máy lạnh cho tới năm 1994 sau này.
Đến năm 1931, H.H. Schultz và J.Q. Sherman chế tạo thành công máy điều hòa đầu tiên có kích thước nhỏ gọn đặt vừa trên bệ cửa sổ và làm mát không gian 1 căn phòng. Thế hệ máy điều hòa này được chính thức thương mại hóa 1 năm sau đó những chỉ phục vụ những tầng lớp thượng lưu do giá thành chế tạo quá đắt: từ 10.000 đến 50.000 đô la (tương đương với từ 120.000 đến 600.000 đô la hiện tại.)
Chiến tranh thế giới thứ II nổ ra - Máy điều hòa phục vụ chiến tranh
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...dieu-hoa13.jpg
Một tờ quảng cáo máy điều hòa không khí của công ty Carrier
Sau đó, do ảnh hưởng của cuộc đại khủng hoảng, nhu cầu sử dụng máy điều hòa giảm mạnh và sự phát triển của nền công nghiệp làm lạnh cũng bị đình lại. Để thay đổi vấn đề, trong hội chợ thế giới vào năm 1939, Carrier đã biểu diễn một chiếc lều tuyết được làm lạnh bằng hệ thống của ông trước sự chứng kiến của hàng triệu người. Carrier hy vọng sẽ tìm thấy một tương lai xán lạn hơn của ngành công nghiệp này trong tương lai. Tuy nhiên, hy vọng đã không được thực hiện do cuộc chiến tranh thế giới thứ 2 nổ ra.[
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...dieu-hoa14.jpg
Mẫu quảng cáo cho thấy việc sử dụng máy lạnh để làm tươi thức ăn quân đội phục vụ chiến tranh.
Cho đến khi chiến tranh thế giới thứ II nổ ra, phần lớn các nhà nhà máy đều chuyển sang sản xuất các sản phẩm nhằm phục vụ cho chiến tranh. Tại nhiều nơi, máy điều hòa không khí bị tháo gỡ từ các cửa hàng để sử dụng cho nhà máy sản xuất của quân đội. Trong khoảng thời gian này, hàng nghìn chiếc máy điều hòa đã được sản xuất để giữ cho lương thực của quân đội được tươi sống và không bị hư hỏng.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...dieu-hoa15.jpg
Khung cảnh hạ thủy chiến hạm Liberty Fleet, chiến hạm được trang bị đầy đủ hệ thống làm mát không khí để làm mát cho binh lính, giữ cho thực phẩm tươi sống và làm lạnh nước uống.
Tại các vùng khí hậu nóng, điều hòa không khí còn được sử dụng để bảo quản máy bay chiến đấu. Để đóng góp cho chiến tranh, Carrier còn đề xuất dùng máy điều hòa không khí để mô phỏng điều kiện môi trường trên không trung ngay tại mặt đất để thử nghiệm máy bay, đây là điều mà không có người đương thời nào nghĩ đến. Cũng nhở đóng góp này, Carrier đã được trao tặng nhiều danh hiệu cao quý bởi cả quân đội lẫn các công ty công nghiệp.
Từ sau chiến tranh cho đến ngày nay: Máy lạnh ngày càng được cải tiến theo hướng nhỏ, nhẹ, hiệu suất cao và thân thiện với môi trường
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...dieu-hoa16.jpg
Một mẫu quảng cáo hệ thống điều hòa tại nhà vào những năm 1940
Sau chiến tranh thế giới thứ II, các sản phẩm phi quân đội được sản xuất bình thường và nền kinh tế tại Mỹ bắt đầu có những khởi sắc quan trọng. Người dân Mỹ bắt đầu mua sắm máy điều hòa và tận hưởng bầu không khí mát mẻ ngay tại nhà. Giá thành sản xuất thiết bị ngày càng rẻ hơn khiến máy điều hòa dần trở thành thiết bị gia dụng bình dân tại Mỹ.
Cho đến năm 1946, 30.000 máy điều hòa gia dụng đã được sản xuất và cung cấp cho người dân trên khắp nước Mỹ. Nhu cầu máy điều hòa tại thời điểm bấy giờ đã vượt quá nguồn cung cấp. Cho tới năm 1953, hơn 1 triệu máy điều hòa đã được sản xuất và bán ra trên khắp nước Mỹ nhưng theo các số liệu không chính thống, con số thực tế còn vượt xa con số thống kê trên.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...dieu-hoa17.jpg
Hình ảnh máy lạnh được lắp đặt bên ngoài giảng đường tại Đại học California
Năm 1957 đánh dấu bước chuyển mình ngoạn mục của công nghệ sản xuất máy điều hòa với việc chế tạo thành công máy nén khí ly tâm đầu tiên trên thế giới bởi kỹ sư người Đức Heinrich Krigar. Kỹ thuật này cho phép chế tạo các thế hệ máy điều hòa mới với kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, vận hành êm và đạt hiệu suất cao hơn so với kỹ thuật dùng piston để nén khí sử dụng trước đó.
Năm 1969, chính công nghệ điện lạnh đã tạo điều kiện góp phần thực hiện chuyến đi lên Mặt Trăng thành công. 2 phi hành gia Neil Armstrong và Buzz Aldrin đã hạ thực hiện chuyến đi bộ trên Mặt Trăng với bộ quần áo phi hành gia có trang bị hệ thống làm mát nhằm chống lại các điều kiện ngoài không gian.
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...dieu-hoa18.jpg
Ảnh chụp hội nghị ban hành nghị định thư Montreal vào năm 1987 về vấn để bảo vệ tầng ozone với sự tham gia của các nguyên thủ quốc gia và nhiều lãnh đạo đầu ngành công nghiệp
Năm 1987, Liên Hiệp Quốc ban hành nghị định thư Montreal nhằm bảo vệ tầng ozone của Trái Đất. Nghị định thư quy định các quốc gia hạn chế sử dụng các phương pháp có chất thải gây ô nhiễm môi trường và làm thủng tầng ozone. Trong số đó bao gồm kỹ thuật làm lạnh bằng CFC, hợp chất được sử dụng chủ yếu trong các máy điều hòa và tủ lạnh.
Thời gian tiếp theo, máy điều hòa tiếp tục được cải tiến về kích thước, hiệu suất làm lạnh và đặc biệt là sử dụng các phương pháp làm lạnh mới thân thiện với môi trường hơn. Các nhà sản xuất máy lạnh bắt đầu tung ra các sản phẩm làm lạnh không chứa. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, các phương pháp làm lạnh thân thiện với môi trường và đạt hiệu suất cao được áp dụng cho máy lạnh như kỹ thuật làm lạnh Linde, làm lạnh qua từ tính,...
http://www.khoahoc.com.vn/photos/ima...dieu-hoa19.jpg
Máy điều hòa sử dụng công nghệ Inverter đang được phổ biến hiện nay
Cho tới gần đây nhất là công nghệ máy lạnh inverter. Đây là thế hệ máy lạnh sử dụng công nghệ biến tần nhằm thay đổi tần số máy nén để đạt được nhiệt độ mong muốn với biên độ nhiệt tối thiểu, từ đó tiết kiệm điện năng tiêu thụ. Theo dự đoán của các chuyên gia công nghiệp, đây sẽ là dòng máy lạnh được sử dụng rộng rãi nhất trong hiện tại cũng như trong tương lai.
Theo Tinh Tế
