0:04
Nếu bạn đang đứng đâu đó trên Trái đất... đây là Trái đất,
0:09
khối lượng của Trái Đất, bán kính của Trái Đất,
0:14
và bạn ở đây.
0:17
Và để cho đơn giản, chúng ta hãy giả sử rằng
0:18
không có khí quyển cản trở chúng ta,
0:22
và tôi đá bạn thật mạnh, tạo cho bạn tốc độ khổng lồ,
0:28
để bạn không bao giờ, không bao giờ trở lại Trái đất, bạn thoát khỏi
0:33
sức hút hấp dẫn của Trái Đất.
0:35
Tốc độ đó là bao nhiêu?
0:38
Vâng, khi bạn đứng ở đây và bạn có tốc độ đó,
0:42
cơ năng của bạn--
0:44
chúng ta thường gọi là E, năng lượng toàn phần--
0:47
bằng tổng của động năng--
0:49
đây là khối lượng của bạn;
0:51
đây là vận tốc thoát của bạn bình phương--
0:54
cộng thế năng, và thế năng bằng
0:57
trừ m Mg chia cho bán kính của Trái đất.
1:05
Vậy đây là động năng của bạn
1:06
và đây là thế năng của bạn--
1:09
luôn luôn âm, như chúng ta đã thảo luận trước đây.
1:12
Cơ năng được bảo toàn,
1:15
vì trọng lực là lực bảo toàn.
1:18
Vì vậy bạn ở đâu trên đường của bạn đến vô cùng không quan trọng,
1:23
nếu bạn ở tại khoảng cách r nào đó,
1:26
cơ năng đó giống nhau.
1:29
Và vì vậy cái này cũng sẽ bằng
1:31
một phần hai m v ở vị trí cụ thể r bình
1:36
trừ m M trái đất G chia cho r nhỏ đó.
1:43
Và vì vậy tại vô cùng, khi bạn đến đó--
1:46
r nhỏ bằng vô cùng, cái này bằng không,
1:48
thế năng tại vô cùng bằng không--
1:51
và nếu tôi được U ở vô cùng bằng không với động năng không,
1:55
thì số hạng này cũng bằng không.
1:56
Và đó là lượng năng lượng tối thiểu mà tôi cần
2:00
để đưa bạn đến vô cùng
2:02
và làm cho bạn thoát thoát khỏi sức hút trọng trường của Trái đất.
2:06
Nếu tôi cho bạn một tốc độ cao hơn,
2:08
thế thì, à, bạn sẽ đến vô cùng
2:10
với một chút động năng toàn phần,
2:12
vì vậy cách hiệu quả nhất mà tôi có thể làm điều đó là
2:16
làm cho cái này cũng bằng không, vì vậy bạn đến vô cùng với tốc độ bằng không.
2:21
Vì vậy đây là đối với r tiến đến vô cùng.
2:25
và vì vậy E này bằng không.
2:28
và số hạng này giống như số hạng này
2:31
đối với vận tốc thoát của bạn.
2:33
Và vì vậy chúng ta tìm được một phần hai mv thoát bình bằng
2:40
m M earth G chia cho bán kính trái đất.
2:46
m nhỏ mất đi, và tôi tìm được
2:50
vận tốc thoát mà tôi phải cung cấp cho bạn
2:55
bằng căn bậc hai của hai M trái đất G
2:58
chia cho bán kính của Trái Đất.
3:02
Và cái này đủ để đưa bạn 
3:05
đến vô cùng với động năng bằng không.
3:09
Nếu bạn thế vào đây
3:11
khối lượng của Trái đất và bán kính Trái đất,
3:14
thì bạn sẽ tìm được rằng
3:16
cái này khoảng 11.2 km/s.
3:23
Đó là vận tốc thoát mà bạn cần.
3:25
Nó khoảng 25,000 dặn một giờ.
3:27
Một lần nữa, chúng ta giả sử rằng
3:28
không có không khí cản trở chúng ta.
3:33
Nếu năng lượng toàn phần
3:35
khi bạn rời Trái Đất với vận tốc đó--
3:39
nếu năng lượng toàn phần lớn hơn không,
3:42
bạn làm tốt hơn điều đó.
3:44
Bạn đến vô cùng
3:45
với động năng lớn hơn không một chút.
3:50
Chúng ta gọi đây là quỹ đạo không liên kết--lớn hơn hoặc bằng.
3:57
Nếu E nhỏ hơn không,
3:58
thì năng lượng toàn phần mà bạn có âm,
4:01
thì bạn sẽ không bao giờ thoát khỏi sức hút trọng trường của Trái đất,
4:05
và bạn sẽ ở trong
4:08
quỹ đạo liên kết.
4:12
Chúng ta hãy xét các quỹ đạo tròn.
4:14
Sau này trong khóa học chúng ta sẽ xét các quỹ đạo elip,
4:18
nhưng bây giờ hãy nói về các quỹ đạo tròn.
4:22
Bây giờ, đây là khối lượng của Trái đất,
4:25
và trong quỹ đạo tròn là vật có khối lượng m, một vệ tinh,
4:31
và m rất nhỏ hơn khối lượng của Trái đất.
4:36
Và bán kính quỹ đạo là R,
4:38
và vật này có vận tốc v nào đó, tốc độ tiếp tuyến.
4:43
Tốc độ không thay đổi nhưng hướng thay đổi,
4:46
và phải có lực hấp dẫn
4:50
giữ nó trong quỹ đạo, và lực hấp dẫn
4:54
đúng bằng lực hướng tâm--
4:58
chúng ta đã thảo luận nó nhiều lần từ trước.
5:02
Và vì vậy lực hấp dẫn
5:04
cần thiết để làm nó quay tròn--
5:06
Tôi cũng có thể nói lực hướng tâm là cần thiết
5:09
để làm nó chuyển động theo đường tròn--
5:11
rằng lực hấp dẫn bằng
5:13
m M trái đất G chia cho R bình.
5:19
Bây giờ đây là khoảng cách từ Trái đất đến vệ tinh,
5:23
và nó phải bằng m v bình chia cho R,
5:27
và đó là tốc độ tiếp tuyến mà bạn thấy ở đây,
5:29
sau một khoảng thời gian nhỏ tất nhiên nó sẽ ở đây.
5:34
m mất, và vì vậy bây giờ bạn thấy rằng tốc độ quỹ đạo--
5:39
không lệch với vận tốc thoát--
5:43
tốc độ quỹ đạo giống như những gì chúng ta có ở đó
5:48
ngoại trừ căn bậc hai của hai chia cho R.
5:52
Bây giờ đây là R.
5:54
Và ở đó nó là R trái đất.
5:57
Nếu bạn biết  R, thì bạn có thể tính tốc độ trong quỹ đạo.
6:03
Nếu bạn biết tốc độ trong quỹ đạo, bạn có thể tính R.
6:06
Và vì vậy chu kì quay quanh quỹ đạo,
6:10
T bằn hai pi R chia cho tốc độ quỹ đạo,
6:19
và khi bạn làm điều đó, bạn được hai pi.
6:24
Bạn được R mũ ba phần hai,
6:29
và bạn có các tầng dưới căn bậc hai của G M trái đất.
6:38
Chúng ta hãy di chuyển cái này một chút.
6:40
Hai pi R mũ ba phần hai.
6:45
Vì vậy một lần nữa, nếu bạn biết bán kính,
6:46
nếu bạn biết bạn đi xa Trái đất bao nhiêu,
6:49
chu kì tuân theo duy nhất.
6:51
Nếu bạn biết chu kì,
6:52
thì khoảng cách đến vệ tinh là duy nhất.
6:56
Nếu bạn lấy tàu con thoi như ví dụ về quỹ đạo gần trái đất,
7:01
chúng ta có tàu con thoi.
7:03
Tàu con thoi sẽ
7:05
cách mặt đất 400 km.
7:07
Vì vậy chusg ta phải cộng bán kính Trái đất với 400 km,
7:12
kết quả là  6,800 km
7:15
đối với bán kính quỹ đạo của tàu con thoi,
7:18
và bạn thế cái đó vào đây,
7:21
khối lượng của Trái đất và hằng số hấp dẫn,
7:24
ban sẽ tìm được t cỡ 90 phút.
7:29
Tức khoảng 1½ giờ.
7:30
Tàu con thoi mất khoảng 1½ giờ để đi một vòng,
7:34
và tốc độ, tốc độ tiếp tuyến đó,
7:37
gần bằng tám km/s.
7:41
Và điều đó đúng cho các vệ tinh quỹ đạo gần Trái Đất.
7:44
Cho dù chúng ở 400 hoặc 500 hoặc 600 km,
7:46
điều đó không thay đổi nhiều.
7:48
Nếu bạn chọn mặt trăng--
7:50
mặt trăng xa hơn tàu con thoi nhiều,
7:53
và bạn lấy khoảng cách đến mặt trăng--
7:55
khoảng 385,000 km--
7:57
bạn thế vào phương trình đó, bạn sẽ tìm được
8:01
chu kì để mặt trăng quay quanh Trái Đất
8:04
khoảng  27½ ngày.
8:08
Và tốc độ của nó chỉ khoảng một km/s.
8:11
Nó xa hơn nhiều.
8:12
Nếu nó xa hơn nhiều, R càng lớn hơn,
8:15
và vì vậy bạn thấy tốc độ sẽ thấp hơn nhiều.
8:19
Nếu bạn xét chính Trái Đất quanh Mặt trời--
8:21
vì chúng ta có thể dùng tất cả những phương trình này--
8:24
thay khối lượng của Trái đất bằng khối lượng mặt trời,
8:27
và sau đó chúng ta có thể làm điều này cho các hành tinh.
8:29
Vì vậy nếu chúng ta xét Trái đất quanh Mặt trời,
8:36
thì chúng ta phải đặt vào khối lượng của Mặt trời,
8:39
khoảng hai nhân 10 mũ 30 kg.
8:43
Và khoảng cách từ Trái đất đến mặt trời,
8:46
chúng ta đã thấy điều đó từ trước--
8:48
Tôi gọi đó là khoảng cách từ mặt trời đến Trái đất--
8:52
khoảng 150 triệu km.
8:54
Tha thứ cho tôi để lẫn lộn m với km,
8:57
nhưng tất nhiên bạn phải chuyển nó sang mét.
9:00
Và khi bạn tính
9:01
mất bao lâu để Trái đất đi quanh mặt trời,
9:04
không có gì ngạc nhiên--bạn sẽ tìm được 365½ ngày.
9:10
Vì vậy đó là sự thay thế đơn giản của hai đại lượng này
9:14
trong phương trình mà tôi có ở đây và ở đây.
9:21
Vận tốc của Trái Đất trong quỹ đạo
9:24
khoảng 30 km/s.
9:29
Đó là tốc độ đáng kể,
9:31
Trái đất chuyển động quanh Mặt trời--
9:34
30 km/s--lớn hơn rất nhiều tốc độ
9:37
của tàu con thoi trong quỹ đạo quanh Trái Đất,
9:40
nó chỉ khoảng 8 km/s.
9:45
Sao Mộc ở xa hơn Trái đất năm lần,
9:48
và vì vậy chu kì của Sao Mộc
9:51
là năm mũ  1½.
9:54
khoảng 12,
9:55
vì vậy sao Mộc mất khoảng 12 năm để đi quanh Mặt Trời.
10:01
Chú ý rằng chu kì này không phụ thuộc
10:04
khối lượng của vệ tinh nhỏ,
10:07
và điều đó rất không may cho nước Mỹ
10:11
khi vào ngày 4 tháng 10 năm  1957, Sputnik được phóng.
10:16
Họ có thể tìm được bán kính rất dễ, vì họ biết
10:19
chu kì mà Sputnik quay quanh Trái đất.
10:23
Khoảng 96 phút.
10:24
Họ có thể tính vận tốc,
10:26
họ có thể tính bán kính,
10:28
nhưng họ không có manh mối về khối lượng, và đó là 
10:30
yếu tố then chốt của thành phần mà nước Mỹ muốn,
10:35
vì nếu khối lượng Sputnik rất lớn,
10:38
tất nhiên điều đó chỉ ra rằng,
10:39
người Nga có các tên lửa rất mạnh.
10:42
Bạn không thể biết khối lượng từ các tham số quỹ đạo--
10:47
nó không phụ thuộc khối lượng.
10:48
Cho dù bạn có vật rất nhẹ
10:50
hoặc vệ tinh rất nặng, chúng có cùng vận tốc trong quỹ đạo
10:53
nếu chúng ở cùng khoảng cách,
10:55
và chúng có cùng chu kì quỹ đạo.
11:00
Tôi đã đề cập từ trước,
11:01
chú ý rằng chu kì quỹ đạo và vận tốc thoát biến đổi
11:06
căn hai của hai nếu bạn ở tại vị trí cụ thể.
11:10
Chẳng hạn, bạn ở vị trí cụ thể
11:13
quanh Trái Đất, ở đây tại vệ tinh.
11:16
Nếu bạn muốn thoát từ đây, bạn cần tốc độ
11:20
lớn hơn căn hai của hai lần
11:23
vận tốc quỹ đạo đó.
11:25
Và vì vậy nếu bạn muốn thoát từ Trái Đất,
11:29
thì bạn cần 11.2 km-- chúng ta có nó ở đó.
11:33
Nếu bạn ở gần trái đất trong quỹ đạo,
11:35
bạn ở 8 km/s,
11:37
và tám căn hai của hai đứng bằng11.2.
11:41
Vì vậy bạn thấy
11:42
mối liên hệ luôn luôn qua căn hai của hai này.
11:48
Có điều gì đó đáng chú ý về những số này.
11:51
Cơ năng toàn phần--
11:53
và tôi sẽ viết điều đó thêm một lần nữa ở đây--
11:56
bằng một phần hai m v bình ở bán kính nhất định
12:02
trừ m nhỏ M lớn G trên r;
12:07
cho dù M là khối lượng mặt trời hay Trái đất
12:10
tôi không quan tâm lúc này.
12:12
Đây là động năng
12:14
cho cái gì đó trong quỹ đạo có bán kính này,
12:16
và đây là thế năng.
12:18
Nhưng bây giờ chú ý, tôi có thể thế vào cái này v bình,
12:23
Tôi có thể thế bình phương của cái này--
12:26
là tốc độ quỹ đạo--và sau đó tôi được M G trên R.
12:32
Và vì vậy cái này bằng một phần  hai m MG trên R.
12:39
và bây giờ so sánh hai cái.
12:41
Chúng gần như là bản sao chép của nhau,
12:44
ngoại trừ có dấu trừ ở đây, nó quyết định,
12:47
và có một nửa ở đây, nó thiếu ở đây.
12:50
Và vì vậy năng lượng toàn phần E--
12:53
mà tôi gọi là cơ năng--
12:56
luôn luôn đối với các quỹ đạo tròn một phần hai U 
12:59
và bằng trừ động năng.
13:04
Sự trùng hợp đáng kể, bạn sẽ nghĩ vậy.
13:08
Tất nhiên, nó không phải là sự trùng hợp như bạn nghĩ.
13:11
Nhưng nếu vật gì đó ở trong quỹ đạo,
13:13
đây là tốc độ quỹ đạo tại bán kính r,
13:16
thì năng lượng toàn phần của nó luôn luôn...
13:19
bằng nửa thế năng.
13:21
Nó luôn luôn âm.
13:22
Vâng, sau này trong khóa học, tôi sẽ đề cập đến quỹ đạo elip.
13:25
Tôi sẽ không làm điều đó hôm nay,
13:26
và vì vậy tôi sẽ xét một chủ đề hoàn toàn khác,
13:30
và đó là chủ đề công suất.
13:32
Vì vậy bây giờ tôi sẽ từ bỏ hoàn toàn các quỹ đạo.
13:38
Công suất là gì?
13:40
Công suất là công được thực hiện trong một đơn vị thời gian.
13:52
dw/dt, nếu w là công, là công suất tức thời tại thời điểm t.
14:02
Chúng ta  cũng biết từ power theo nghĩa political power.
14:06
Cái đó rất khác.
14:07
Political power-- bạn có thể không làm gì cả,
14:12
và bạn có nhiều power.
14:13
Ở đây trong vật lý, khác với cuộc sống.
14:18
Đơn vị công suất là đơn vị công,
14:21
là Jun/s, chúng ta thường kí hiệu là W,
14:26
theo tên của nhà vật lý Watt.
14:28
Đừng lẫn lộn công w này với W là watt,
14:32
nó là Jun/s.
14:36
Bây giờ, công mà tôi thực hiện, lực thực hiện,
14:40
là tích vô hướng
14:42
giữa lực và độ dời của lực đó.
14:47
Chúng ta sẽ xét điều đó trước.
14:49
Đó là một ít công mà tôi sẽ thực hiện, đúng không?
14:54
Tôi có lực không đổi
14:55
trong một sự dịch chuyển ngắn, nhỏ.
14:57
Và vì vậy tôi có thể thế cái đó vào đó, và vì vậy tôi được
15:00
công suất là đạo hàm của cái này theo thời gian.
15:04
Và nó bằng...
15:06
nếu tôi giữ lực này không đổi trong khoảng thời gian ngắn đó
15:09
tích vô hướng nhân vận tốc,
15:12
vì dr/dt bằng vận tốc của vật đó.
15:18
Vì vậy công suất cũng bằng lực nhân vô hướng với vận tốc.
15:22
Nếu lực lúc nào cũng vuông góc
15:25
với vector vận tốc, thì công suất bằng không.
15:33
Hãy xét một ví dụ.
15:34
Tôi ở trên xe đạp--đây là xe đạp của tôi--
15:40
và tôi ngồi trên xe đạp ở đây
15:42
và tôi đạp.
15:46
và tôi có vận tốc nào đó,
15:50
và tôi giữ cho vận tốc đó không đổi.
15:53
Đó là cách mà mọi người thường làm khi đi xe đạp.
15:56
Bây giờ, có lực cản, đó là điều tất nhiên.
16:00
Chúng ta đã thảo luận điều đó.
16:02
Và lực cản không khí tác động giống như một lực trên tôi, F drag,
16:09
và vì vậy bằng cách nào đó, tôi, Walter Lewin, sẽ phải thực hiện lực
16:12
theo hướng này để cân bằng với lực cản này
16:17
để cho tốc độ không đổi,
16:19
vì nếu hợp lực tác dụng lên tôi bằng không,
16:22
thì tất nhiên tôi sẽ có vận tốc không đổi--
16:24
không có gia tốc, không có sự thay đổi vận tốc.
16:27
Làm sao tôi làm được?
16:29
Vâng, tôi đẩy bàn đạp.
16:32
Nhưng bàn đạp đẩy lại tôi.
16:35
Lực bằng trừ phản lực.
16:38
Vì vậy cái đó không gây ra lực trên xe đạp.
16:42
Tôi đẩy bàn đạp; bàn đạp đẩy lại tôi;
16:44
hai lực này triệt tiêu nhau.
16:47
Chúng ta gọi chúng là nội lực.
16:50
Bây giờ, bàn đạp kéo dây xích,
16:53
và dây xích kéo bánh xe,
16:55
và cuối cùng bánh xe này bắt đầu quay
16:58
theo hướng này sự đạp của tôi.
17:02
và bây giờ ở đây với...với sàn nhà, với đường,
17:05
có ma sát, và vì vậy bây giờ bánh xe đẩy đường,
17:10
và đường đẩy lại.
17:11
Lực bằng trừ phản lực.
17:13
Và nó là lực đó, nó thực sự là lực ma sát--
17:17
đó là lực mà WalterLewin phải cân bằng
17:21
để có thể chuyển động với tốc độ không đổi.
17:25
Nó là ma sát.
17:27
Bạn thực sự phải nghĩ về nó.
17:28
Nó đáng chú ý.
17:30
Nếu không có ma sát của đường, bạn không thể chuyển động.
17:32
Tôi có thể làm điều này,và tôi vẫn đứng yên, đúng không?
17:34
Không bao giờ có bất cứ lực nào ở đây
17:36
để điều khiển tôi theo hướng này vì vậy bạn có thể đi.
17:40
Tất nhiên, nếu bạn có tốc độ mà bạn đang trượt,
17:43
thì, tất nhiên, bạn sẽ luôn luôn giữ tốc độ đó.
17:47
Tôi muốn bạn biết rằng công suất mà tôi phải thực hiện
17:52
là một hàm phụ thuộc mạnh vào tốc độ.
17:56
Nếu chúng ta ở đây
17:57
trong vùng chế độ hai,
18:01
nó là vùng chiếm ưu thế bởi áp suất,
18:05
thì lực cản tỉ lệ với v bình.
18:10
Giả sử rằng nó là một hằng số nhân v bình.
18:14
Chúng ta đã thảo luận điều này trong một bài giảng.
18:15
Đó là chế độ hai.
18:17
Giả sử rằng nó ở đó.
18:18
Thế thì nếu tôi có mười dặm trên giờ ở đây,
18:22
Tôi láy xe mười dặm trên giờ, và tôi bảo bạn rằng công suất...
18:26
cái này được cho trước, đây không phải là thứ mà tôi chỉ cho bạn,
18:29
nó được cho,
18:31
nó khoảng 0.02, 1/50 mã lực,
18:37
và mã lực là một đơn vị ngớ ngẩn nào đó-- 400... 746 watts.
18:44
Vì vậy cái này khoảng 15 wat.
18:48
Vì vậy tôi đang đạp, và tôi giữ cho tốc độ của tôi là 10 dặm trên giờ,
18:52
và tôi phải tạo ra trung bình khoảng 15 J/s.
18:58
Nhưng bây giờ tôi muốn đi đến 25 dặm trên giờ.
19:01
Vì vậy ở đây chúng ta được 25.
19:04
Nó cao hơn 2½ lần.
19:06
Nhưng bây giờ công suất mà tôi phải tạo ra
19:11
là tích vô hướng giữa lực và vận tốc.
19:15
Bây giờ, lực và vận tốc cùng hướng,
19:17
vì vậy tích vô hướng biến mất,
19:19
vì vậy tôi nhận được công suất bằng k nhân  v mũ ba,
19:24
và bây giờ nếu tôi muốn tốc độ tăng lên một hệ số 2½,
19:28
công suất mà tôi phải tạo ra
19:29
bằng 2½ của công suất cao hơn ba lần,
19:33
và nó cao hơn khoảng 15 lần,
19:35
vì vậy bây giờ bạn đang nói về  0.3 mã lực,
19:39
và bạn đang nói về cái gì đó giống như 230 wat.
19:43
Và đó hoàn toàn là một công suất, để tôi nói cho bạn.
19:48
Không biết ở đây có ai
19:50
có thể tạo ra cái này khoảng hơn nửa giờ.
19:55
Hầu hết chúng ta có thể làm nó khỏng vài phút,
19:57
nhưng không phải vài giờ.
19:58
Tất nhiên, nó hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện của bạn.
20:05
Cũng có nhiệt năng,
20:08
và nhiệt năng được biểu diễn  theo một cách khác.
20:12
Chúng ta biểu diễn nó theo calo.
20:17
Và một calo được định nghĩa theo cách đặc biệt
20:22
là năng lượng cần thiết
20:24
để tăng nhiệt độ của một gam nước lên một độ C.
20:29
Và vì vậy nói chung chúng ta có thể viết
20:31
rằng Q, là nhiệt năng, theo đơn vị calo,
20:38
bằng khối lượng của vật nhân nhiệt dung riêng,
20:43
đối với nước sẽ là
20:46
một calo trên gam trên 1 độ C
20:52
nhân nhiệt độ tăng mà chúng ta áp vào.
20:57
Vì vậy chúng ta tăng nhiệt độ của vật.
20:59
Vật có khối lượng m.
21:00
Chúng ta tăng nhiệt độ một lượng như thế,
21:02
nhiều độ  Kelvin hoặc độ C--
21:05
điều đó giống nhau--và sau đó đây là
21:07
số calo mà bạn phải đặt vào đó.
21:11
Um... Tôi đã cho bạn nhiệt dung riêng của nước
21:16
theo calo trên gam, không phải trên kg.
21:18
Nếu tôi cho nó trên kg, có lẽ sẽ đẹp hơn cho khóa học này,
21:21
thế thì tất nhiên nó sẽ là một nghìn thay vì một.
21:25
Nhôm có nhiệt dung riêng là 0.2.
21:30
Chì thường thấp--chỉ khoảng .03.
21:34
Rất, rất thấp.
21:35
Nước đá có nhiệt dung riêng bằng phân nửa của nước.
21:39
Nhiệ dung riêng của nước đá...
21:40
chỉ khoảng một phần hai calo trên gam trên độ C.
21:47
Nhà vật lý James Joules, sau khi chúng ta...
21:52
chúng ta gọi đơn vị công theo tên ông ấy--
21:56
lần đầu tiên đã chứng tỏ rằng
21:58
nhiệt năng và cơ năng thực sự tương đương nhau.
22:01
Ông ấy đã thực hiện một thí nghiệm tài tình.
22:04
Tất nhiên khi bạn nghe nó,
22:05
bạn nói, "Ô, chính tôi cũng có thể nghĩ ra được thí nghiệm đó."
22:08
Ông ấy lấy một vật nặng trên lên dây
22:11
và ông ta tính thế năng
22:14
ứng với khoảng cách nhất định.
22:16
Ông ta biết nó bằng mgh.
22:18
Và ông ta dùng dây này để quay cái muỗng trong nước.
22:23
Và những cái muỗng này được điều khiển.
22:25
Có cơ năng, mgh xuất hiện trên những cái muỗng,
22:28
và ông ta chú ý đến cái gì?
22:29
Nhiệt độ của nước tăng.
22:31
và ông ta đo sự tăng nhiệt độ,
22:33
và ông ta biết calo được định nghĩa thế nào,
22:36
và vì vậy ông ta nhận ra rằng một calo bằng khoảng 4.2...
22:42
bây giờ nó được gọi là Jun.
22:44
Vào thời đó, nó chưa được gọi là Jun.
22:46
Vì vậy có một sự liên hệ trực tiếp giữ hai cái.
22:51
Tôi muốn... Tôi sẽ đưa ra vài con số cho bạn
22:56
trong bài giảng này, và tôi đã chuẩn bị một đồ thị.
23:02
Đừng chép các số, vì nó có sẵn trên mạng.
23:05
Nhưng một số những con số này tôi sẽ quay lại,
23:08
và do đó tôi nghĩ tôi cũng có thể biên soạn chúng trong một.
23:11
Bạn thấy trên kia một calo bằng 4.2 jun.
23:16
Bạn cũng thấy mã lực
23:18
và những đơn vị khác
23:21
được định nghĩa trên đó.
23:24
Khi bạn đốt vật gì đó, có một phản ứng hóa học
23:29
tạo ra nhiệt, trong nhiều trường hợp.
23:32
Khí đốt tạo ra trên gallon
23:35
gần một trăm triệu joules.
23:38
Cơ thể của bạn tạo ra nhiệt.
23:42
Nhiệt độ cơ thể của bạn khoảng
23:44
98 độ Fahrenheit,
23:46
nếu bạn không bị bệnh sốt rét.
23:49
Và cơ thể của bạn bức xạ ra bức xạ điện từ.
23:52
Bạn không thể thấy bằng mắt, vì nó nằm trong vùng hồng ngoại.
23:55
Nhưng khi trời tối và bạn ôm ai đó trong tay bạn,
23:59
bạn có thể cảm thấy nhiệt đó.
24:01
Nhiệt lượng đó vô cùng lớn.
24:04
với công suất khoảng 100 J/s--
24:08
100 wat.
24:09
Bạn bức xạ nhiệt bằng với một bóng đèn 100-wat,
24:13
nhưng tất nhiên nó được phân bố trên diện tích lớn hơn nhiều,
24:16
vì vậy bạn không nóng bằng bóng đèn 100 wat.
24:20
Nhưng nó là một lượng nhiệt khổng lồ--
24:22
bạn bức xạ 100 wat với điều kiện
24:25
cơ thể của bạn  phải được giữ ở nhiệt độ đó.
24:30
Có nghĩa là trong một ngày
24:32
bạn tạo ra khoảng 10 mũ 7 J.
24:37
Mười mũ bảy J--
24:40
đó là nhiệt năng bạn tạo ra,
24:44
mười mũ bảy jun trên ngày,
24:47
tức khoảng hai triệu calo trên ngày.
24:53
Cơ thể nhận nó từ đâu?
24:57
Thực phẩm.
24:58
Bạn nên ăn hai triệu calo trong một ngày.
25:02
Hiện tại, tôi thấy một số bạn tái nhợt và xanh và tím,
25:06
và nói, "Vượt quá cơ thể chết chóc của tôi!
25:08
"Hai triệu calo một ngày?!
25:10
Bạn phải vượt ra khỏi suy nghĩ của bạn!"
25:12
Ồ, không hoàn toàn.
25:14
Bạn thấy, khi bạn đọc trên các gói hàng "calories,"
25:17
thì nó được gọi là C-a-l
25:21
và đó thực sự là một kilocalorie.
25:25
Vì vậy bạn phải chia cái này cho một nghìn
25:27
để so sánh nó với những gói hàng mà bạn mua,
25:30
có bao nhiêu calo trong thực phẩm.
25:32
Vì vậy bạn phải ăn hàng ngày 
25:34
khoảng  2,000 kilocalo thực phẩm tương đương.
25:39
Và nếu bạn ăn nhiều hơn số đó,
25:41
vâng, bạn phải thanh toán sớm hơn hoặc trễ hơn.
25:46
Thế còn công cơ học thì sao?
25:48
Chúng ta không phải ăn
25:50
để thực hiện các công cơ học phải không?
25:52
Chúng ta làm việc quá cực lực, và tôi chắc chắn
25:53
phải có nhiều năng lượng chuyển thành công đó.
25:55
Ồ, tôi có điều ngạc nhiên cho bạn.
25:57
Rất thất vọng.
25:59
Loại công mà tôi và bạn thực hiện trong một ngày
26:02
là quá nhỏ theo công cơ học
26:06
đến nỗi bạn hoàn toàn có thể bỏ qua nó.
26:09
Giả sử chúng ta đi lên tầng ba.
26:13
Chúng ta đi bộ lên ba tầng, nó cao khoảng mười mét.
26:16
Và giả sử chúng ta làm việc đó ba lần một ngày.
26:20
Và giả sử khối lượng của bạn là 70 kg.
26:24
Khối lượng của tôi cỡ vậy.
26:26
Tôi thực hiện công bao nhiêu khi tôi làm việc đó ba lần...?
26:31
Ô, giả sử là năm lần một ngày.
26:33
Các bạn, tôi thực sự nói hơi quá.
26:36
Tôi đi ba tầng cầu thang năm lần một ngày.
26:39
Vâng, lượng công mà tôi thực hiện bằng mgh.
26:42
mgh.
26:44
Mười mét phải được nhân năm,
26:46
vì tôi làm nó năm lần,
26:48
và vì vậy tôi thực hiện 35,000 jun.
26:54
35,000 jun.
26:58
So sánh số đó với mười mũ bảy jun trên ngày
27:01
do cơ thể của bạn tạo ra dưới dạng nhiệt năng.
27:05
Bạn nghĩ bạn phải ăn thêm một chút
27:07
cho  35,000 jun tệ hại này à?
27:09
Hãy quên nó-- nó không là gì cả.
27:11
Quả thực, công suất trung bình của bạn nếu bạn thực hiện...
27:14
nếu bạn đi bộ lên những tầng cầu thang này và bạn trải rộng nó ra
27:16
trên một ngày, và bạn nói...mất khoảng 10 giờ.
27:22
Bạn đi lên một lần vào buổi sáng và sau đó thỉnh thoảng vào buổi chiều,
27:25
và bạn đi lên vào buổi tối và có thể là hai lần vào buổi tối.
27:28
Mất khoảng mười giờ
27:29
để đi lên những tầng này 5 lần.
27:32
Thế thì công suất trung bình mà bạn thực hiện,
27:34
mà bạn đã tạo ra,
27:36
là 35,000 jun chia cho 36,000 giây.
27:42
Nó khá nhỏ.
27:44
Khoảng một wat.
27:47
So sánh nó với cơ thể của bạn, nó tạo ra
27:50
100 jun mỗi giây-- 100 wat.
27:53
Vì vậy nó hoàn toàn không đáng kể.
27:56
Tuy nhiên, nếu bạn leo núi-- 5,000 bộ--
28:02
và bạn làm điều đó,
28:04
thì công mà bạn thực hiện khoảng một triệu jun.
28:08
Bây giờ, một triệu jun không thể bỏ qua được
28:10
so với mười mũ bảy.
28:12
và vì vậy bạn cảm thấy đói,
28:14
và bạn thực sự cần nhiều thực phẩm hơn.
28:16
Và nếu bạn làm việc đó trong hai giờ,
28:19
bạn tạo ra công suất đáng kể.
28:23
Bạn sẽ tạo ra công suất trung bình khoảng 160 wat--
28:27
nhiều hơn nhiệt năng cơ thể--
28:29
tất nhiên trong hai giờ này.
28:32
Và vì vậy bây giờ cơ thể của bạn nói,"Tôi muốn ăn thêm.
28:35
Tôi muốn được bù lượng công nếu tôi leo ngọn núi này."
28:40
Nếu tôi leo  5,000 bộ và tôi phải thực hiện  một công phụ,
28:46
khoảng 10 mũ 6 jun, bạn phải ăn thêm.
28:50
Bây giờ, bạn sẽ nghĩ rằng bạn phải ăn
28:53
chỉ nhiều hơn mười phần trăm so với lúc bình thường,
28:55
vì bạn nói,
28:57
"Mười mũ sáu chỉ là 10 % của mười mũ bảy."
28:59
Nhưng điều đó không đúng; bạn phải ăn nhiều hơn,
29:02
vì sự chuyển đổi từ thực phẩm thành công cơ học
29:04
rất thấp--chỉ khoảng 20%.
29:07
Vì vậy có thể bạn phải ăn
29:08
nhiều hơn 40% or 50% mức bình thường hàng ngày.
29:16
Giả sử tôi muốn tắm,
29:18
và tôi muốn tín mất khoảng bao nhiêu năng lượng
29:21
để làm nóng buồng tắm--điều tuyệt vời để làm.
29:25
Vâng, chúng ta biết cách để làm điều đó.
29:27
Q là số calo,
29:29
m nhân C nhân delta T--đó là phương trình.
29:35
Một buồng tắm chứa khoảng 100 kg nước.
29:40
Khoảng 28 gallon.
29:43
Và chúng ta giả sử rằng
29:44
nhiệt độ tăng khoảng 50 độ C,
29:49
giống như  50 độ Kelvin.
29:52
Chúng ta có nước, và vì vậy chúng ta sẽ tìm được
29:55
Q cỡ 5,000 kilocalo--
30:01
đó là lượng nhiệt năng--
30:03
bằng hai nhân mười mũ bảy jun.
30:08
Vì vậy đó là năng lượng cần để làm nóng buồng tắm
30:13
và hãy thử làm nó.
30:16
Tôi sẽ quay lại buồng tắm này ngay.
30:19
Có nhiều dạng năng lượng.
30:21
Chúng ta đã quen thuộc với,
30:23
năng lượng điện, năng lượng hóa học--
30:26
Tôi đã đề cập đến điều đó rồi,đốt xăng--
30:28
có năng lượng hóa học,
30:29
khi chúng ta di chuyển vật gì đó trong trường trọng lực,
30:33
và có năng lượng hạt nhân.
30:36
Thác nước là cơ năng-- mgh.
30:41
Bạn chuyển nó thành điện năng.
30:44
Bạn có thể chuyển nó thành nhiệt.
30:47
Điện sẽ cung cấp năng lượng cho máy pha cà phê của bạn.
30:50
Nó sẽ cung cấp công suất cho TV,radio, VCR của bạn,
30:53
bàn chảy đánh răng điện của bạn--mọi thứ.
30:56
Nó cung cấp năng lượng cho chăn điện của bạn, nếu bạn có.
30:59
Công suất của chăn điện chỉ khoảng  50 wat.
31:02
So sánh nó với con người-- 100 wat.
31:06
Vậy có một người ở trên giường sẽ tốt hơn 
31:09
chăn điện--hãy tin tôi.
31:12
....................
31:15
Năng lượng hạt nhân có thể đượ chuyển thành nhiệt,
31:19
và cũng có thể được chuyển thành cơ năng
31:22
và thành điện năng.
31:24
Hóa năng--
31:27
xăng, nhiên liệu hóa thạch có thể được đốt, chuyển thành nhiệt năng,
31:32
chuyển thành điện năng.
31:36
Ở đây tôi có một thiết bị cho phép tôi
31:40
chuyển cơ năng thành điện năng,
31:45
và tôi muốn mời một sinh viên lên đây,
31:49
một tình nguyện viên, anh hay chị, sẽ trình diễn
31:53
cách thức chuyển cơ năng
31:57
thành điện năng.
32:00
Chúng ta sẽ có điều kiện ánh sáng đặc biệt
32:03
để chúng ta có thể thấy tốt.
32:05
Vâng, ai muốn làm điều đó?
32:07
Vâng, xin mời.
32:11
Có một bóng đèn  20 wat ở đây.
32:13
bạn sẽ thấy nó ngay.
32:16
Và người đàn ông này có nhiều sức mạnh, có thể nói vậy.
32:19
Hơn 100 wat.
32:22
Tiến lên.
32:23
Cung cấp năng lượng cho bóng đèn 20-wat.
32:25
Đặt chân của bạn lên đây.
32:28
Làm cho dễ.
32:30
.......................
32:33
Hoàn toàn ấn tượng, phải không?
32:35
Được rồi, bây giờ chúng ta sẽ xiết chặt thêm các đai ốc trên bạn.
32:38
Ở đây chúng ta có sáu trong số chúng.
32:40
Hãy tiến lên,
32:42
và bây giờ bạn sẽ tạo ra công suất 120 wat.
32:47
bạn nghĩ bạn có thể làm việc đó không?
32:48
Em sẽ thử.
32:49
Đúng, hãy thử.
32:51
......................
32:54
Chúng khá mờ.
32:59
Không nơi nào gần.
33:01
...............................
33:04
Không nơi nào gần--tiếp tục đi, chàng trai, hãy tiếp tục đi!
33:06
.......................
33:11
Bạn thậm chí không ở mức 120 wat.
33:16
Thất vọng. Thất vọngIt's hopeless.
33:18
..........................
33:19
Bạn không thể làm nó
33:21
Và cho dù bạn có thể làm điều này, bạn sẽ phải làm nó
33:24
khoảng 48 giờ để nung nóng bồn tắm của tôi.
33:26
Hãy nghĩ về điều đó.
33:27
Đối với bồn tắm, 48 giờ.
33:30
Nhưng thậm chí bạn không thể làm nó.
33:31
120 wat quá nhiều.
33:33
Tôi không trách bạn--vì tôi cũng không thể làm được.
33:35
.........................
33:46
Có những cục pin.
33:47
Pin chuyển hóa năng thành điện năng một cách trực tiếp.
33:53
Tất cả chúng ta đã quen với những cụ pin khô này,
33:57
nhưng ngày xưa, và ngày nay trong xe hơi của bạn,
34:00
có các pin axit.
34:02
Nếu ở đây tôi có một cốc axit,
34:04
thường chúng ta dùng axit sulfuric,
34:08
và tôi đặt một dây kẽm ở đây và một dây đồng ở đây,
34:14
thì đây là pin.
34:16
Tôi tin phía này của pin là dương
34:18
và đây là âm.
34:20
Bây giờ, chúng ta có chúng ở đây.
34:22
Chúng ta có axit sulfuric này và chúng ta có kẽm và chúng ta có đồng.
34:26
Nhưng nếu chúng ta chỉ dùng một pin,
34:28
thì tôi không thể làm một bóng đèn nhỏ phát sáng.
34:32
Giống như đèn flash mà bạn có ở nhà,
34:35
thỉnh thoảng bạn phải đặt vài cục pin nối tiếp nhau
34:38
để được điện áp cao hơn
34:40
để bạn có thể cung cấp công suất cho một bóng đèn nhỏ.
34:43
Bóng đèn ở đây chỉ vài wat.
34:47
nó hầu như không là gì, và tôi sẽ thử làm nó sáng,
34:51
điều đó không phải là quá dễ,
34:53
vì pin này có hiện tượng tự suy giảm bên trong.
34:56
Lúc mà tôi đặt kẽm ở đó,
34:59
Tôi được một phản ứng hóa học mãnh liệt.
35:02
Hơi bốc lên nghi ngút--
35:03
các bạn ở dãy đầu có thể ngửi thấy;
35:05
rất dễ sợ--
35:06
và pin chỉ có thể làm việc vài phút.
35:10
Vì vậy tôi phải làm việc này rất nhanh
35:12
vì có sự tự hủy hoại hình thành bên trong,
35:15
và khi tôi làm nó, tôi sẽ làm nó ở phút cuối cùng,
35:18
Tôi sẽ làm nó hoàn toàn tối.
35:21
Vì vậy cách tôi làm điều đó là,
35:23
tại sao chúng ta không tắt hết mọi thứ?
35:27
và bây giờ tôi để lại vài thứ đầu tiên.
35:29
Tôi có thể đặt đồng vào.
35:30
Đồng không phải là tốt nhất.
35:32
Đầu tiên tôi đặt đồng vào.
35:34
Nó khá ngây thơ.
35:37
À, tôi sẽ làm bốn cục pin và đặt chúng nối tiếp,
35:40
và bây giờ tôi đặt đồng vào.
35:42
Vì vậy nó không phải tốt nhất.
35:44
Lúc tôi đặt kẽm vào,
35:46
thì các thứ rất khó chịu,
35:50
nhưng khi tôi làm phòng tối đi, tôi đóng mạch,
35:55
và tôi hi vọng bạn có thể thấy ánh sáng-- không lừa bịp.
36:02
Vì vậy chúng ta hãy để lại vài thứ và tắt tất cả những cái còn lại
36:06
Tôi sẽ làm nó tối đi rất nhanh.
36:12
Trước hết bạn vẫn có ánh sáng mờ.
36:17
Aah-- một cái vào rồi.
36:19
Ugh! Tôi đã ngửi thấy nó.
36:21
Hai cái vào rồi.
36:24
Và cái thứ ba vào rồi,
36:25
và bây giờ tôi sẽ làm nó tối hoàn toàn.
36:30
Và bây giờ tôi phải đóng vòng với miếng kẽm cuối cùng.
36:33
Hãy nhìn bóng đèn nhỏ ngay đó.
36:35
Đấy!
36:36
Đó! Tôi thấy ánh sáng!
36:38
Bạn thấy nó không?
36:39
Nó không lâu, nhưng có xuất hiện.
36:42
Các bạn, nó rất sáng, phải không?
36:46
Bạn thấy nó, đúng không?
36:48
Đáng tin cậy.
36:50
Tôi phải lấy cái này ra ngoài,
36:51
vì nếu không tất cả chúng ta sẽ chết khi kết thúc bài giảng.
36:55
........................
37:02
Ok.
37:05
Và hãy phủ những cái này,
37:06
vì axit sulfuric này--ugh!
37:10
Vì vậy các pin chì trong xe ô tô của bạn  làm việc theo nguyên lí tương tự,
37:15
ngoại trừ đây là oxi chì và đây là chì.
37:18
Vì vậy nó làm việc với oxit chì và chì,
37:20
và nó là pin rất mạnh.
37:28
Có những pin rất lạ có thể sạc được.
37:31
Nickel-cadmium là pin có thể sạc được.
37:34
Dao cạo điện của tôi có những pin này.
37:38
Nó tuyệt vời.
37:39
Nếu tôi quên dao cạo vào buổi sáng,
37:40
Tôi vẫn có thể làm nó trước khi bạn đến đây.
37:43
Đó là điều tuyệt vời về các pin.
37:46
Cái này có lẽ...có lẽ tiêu tốn 30 wat,
37:50
30 jun/s theo ước tính sơ lược của tôi.
37:52
Và nếu tôi cạo trong một giờ.
37:55
Có lẽ cạo sáu, bảy lần,
37:58
vì vậy năng lượng toàn phần là 100,000 jun--
38:00
nó không tệ--trong các loại pin.
38:02
Và thậm chí bạn có thể sạc lại nó.
38:05
Bây giờ, tất cả chúng ta đều biết rằng khi bạn thực sự cần các cục pin, chúng hỏng.
38:08
khi bạn ở trên núi và bạn cần đèn chớp
38:11
vì nó thực sự khẩn cấp,
38:13
nhưng ngẫu nhiên các cục pin hỏng.
38:16
Và do đó
38:17
hầu hết mọi người leo núi đều đem theo một thiết bị
38:21
chuyển cơ năng thành điện năng.
38:27
.........................
38:29
Và nó đây.
38:30
Hey, bạn không thấy gì.
38:32
Oh, bóng đèn của tôi hỏng.
38:34
..................
38:36
Oh, thật đáng buồn.
38:38
...........................
38:39
Khi bạn ở trên núi, bạn thấy, mọi thứ không bao giờ làm việc.
38:44
Để tôi xem bóng đã chặt hay chưa.
38:48
.................
38:49
Thật bi thảm.
38:55
......................
38:56
Không.
38:57
Bóng đèn đã hư.
38:59
Tôi không thể cho bạn thấy ánh sáng.
39:00
Nhưng bạn thấy nó ở đó.
39:01
Xin lỗi--đó là cách nó làm việc.
39:04
Tôi phải đặt một bóng đèn mới vào.
39:08
Tôi sẽ cho bạn xem lại đồ thị,
39:10
vì tôi sẽ nói thêm vài điều về các con số,
39:13
và tất cả chúng ở đây, vì vậy bạn không cần chép gì cả.
39:18
Tất cả ở trên  Web.
39:20
Sự tiêu xài năng lượng của thế giới
39:22
của toàn bộ thế giới của sáu tỉ người--
39:25
à, sáu tỉ người trong hai ngày trước.
39:27
Bạn có nghe về điều đó trên  radio chưa?
39:29
6.00000 tỉ người trên Trái đất--
39:33
khoảng bốn nhân mười mũ 20 jun trên năm.
39:37
Đó là toàn bộ năng lượng tiêu tốn.
39:39
Nước Mỹ chỉ có dân số bằng 1/30 dân số thế giới
39:43
và tiêu thụ một phần năm trong số đó.
39:45
Chúng ta thực sự là những kẻ hủy hoại năng lượng.
39:49
Mặt trời là nguồn năng lượng tuyệt vời.
39:54
Mặt trời có công suất bốn nhân mười mũ 26 wat--
40:03
bốn nhân mười mũ hai sáu J/s--
40:06
chủ yếu trong vùng khả kiến và một số trong vùng hồng ngoại.
40:11
Nếu mặt trời ở đây và Trái đất ở đây,
40:15
và bạn có thể tính được bao nhiêu năng lượng trong số đó đến Trái đất
40:19
tại khoảng cách của Trái đất--
40:21
vì vậy bạn phải biết khoảng cách, nhưng bạn biết nó rồi;
40:23
nó bằng 150 triệu km.
40:25
và vì vậy năng lượng đó phát ra
40:27
bức xạ, đối xứng, đẳng hướng theo tất cả các hướng,
40:31
và vì vậy nó rất dễ.
40:32
bạn biết diện tích bề mặt của hình cầu này
40:34
bằng bốn pi r bình, và vì vậy bạn có thể tính
40:37
bao nhiêu năng lượng đến Trái đất trên mỗi mét vuông.
40:42
Và nó là một số cổ điển mà hầu hết mọi người đều biết,
40:47
dĩ nhiên là những người nghiên cứu trong lĩnh vực này.
40:49
Đó là 1,400 wat trên mét vuông.
40:53
Đó là năng lượng đến Trái Đất.
40:56
Khoảng 100 triệu jun trên mét vuông mỗi ngày.
41:03
Sẽ rất tốt nếu chúng ta nhận thức rằng,
41:07
và nó sẽ đẹp
41:08
nếu chúng ta dùng 100 triệu jun trên mét vuông đó mỗi ngày
41:13
để cung cấp cho thế giới
41:15
với bốn nhân mười mũ 20 jun mỗi năm này.
41:19
Để làm điều đó, bạn sẽ cần mười mũ mười mét vuông
41:26
để hấp thụ năng lượng mặt trời.
41:28
Điều đó không quan trọng.
41:29
Đó chỉ là kích thướt của Hà Lan.
41:31
Không có gì lớn lao.
41:32
.........................
41:34
............
41:36
Tuy nhiên, có một cái bẫy.
41:38
Có ngày và đêm, điều mà chúng ta chưa xét đến.
41:41
Chúng ta chỉ giả sử rằng mặt trời luôn luôn ở đó.
41:44
Có mây.
41:45
Và sau đó mặt trời mọc và mặt trời lặn,
41:48
và tất nhiên nếu mặt trời ở đường chân trời
41:50
và đây là mặt phẳng của bạn nởi bạn cố gắng hấp thụ năng lượng mặt trời,
41:53
bạn không nhận được gì, vì vậy bạn có
41:54
cosin của góc phải được tính vào.
41:58
Và sau đó hiệu suất của các thiết bị mà bạn đang dùng,
42:01
với cái mà bạn thu năng lượng mặt trời
42:03
có thể là pin mặt trời.
42:05
Nó có hiệu suất rất thấp.
42:07
Và nếu bạn tính đến tất cả,
42:09
bạn sẽ cần diện tích hơn 400 nhân 400 dặm.
42:13
Bây giờ bạn thực sự nói.
42:14
Đó là thứ gì đó giống như toàn bộ nước Anh
42:16
và toàn bộ nước Pháp. 
42:17
Và không chỉ là khó khăn về mặt giá thành, mà đơn giản là
42:21
nó vượt xa khả năng công nghệ hiện tại của chúng ta.
42:26
Vì vậy năng lượng mặt trời đóng vai trò nhỏ trong kinh tế thế giới.
42:31
Năng lượng hạt nhân, do sự phân hạch của  uranium hoặc plutonium,
42:36
rất phổ biến trong những năm 70,
42:38
nhưng nó ít phổ biến hơn về sau này.
42:40
Chúng ta có sự cố Three Mile Island ở đất nước chúng ta,
42:43
và vài tuần trước bạn vừa nghe
42:45
về một sự cố ở Nhật.
42:49
Vì vậy, hiện nay,
42:51
có nhiều ý kiến trái ngược nhau
42:53
trong việc dùng năng lượng hạt nhân.
42:57
Nhưng năng lượng hạt nhân ở xung quanh tôi, ít nhất là mỗi ngày.
43:01
Tôi có một bộ sưu tập các món hàng lễ hội đặc biệt,
43:05
nó là bộ đồ ăn Mỹ
43:07
nó được thiết kế và sản xuất vào những năm 30, cụ thể là 1937,
43:13
và nó tiếp tục cho đến những năm 50.
43:15
Và ở đây tôi mang đến cho bạn một số.
43:17
Đây là tấm mười inch, và đây được gọi là "Fiesta red."
43:22
Cho dù nó màu cam, chúng ta vẫn gọi là Fiesta red.
43:24
Nó chứa uranium oxide.
43:26
Màu đỏ đó là uranium oxide.
43:28
Nó giống như uranium làm nhiên liệu cho lò phản ứng hạt nhân.
43:32
Đây là cobalt; nó không chứa uranium.
43:35
Và cái này, nó là tách trà của tôi-- phóng xạ.
43:40
Uranium oxide.
43:44
Được rồi.
43:45
Bạn sẵn sàng cho điều này chưa?
43:47
Bạn nghe cái này chưa?
43:49
Đây là ống Geiger.
43:51
Nó có thể đo tia gamma mà uranium phát ra
43:55
khi nó tự động vỡ thành từng mảnh
43:57
và năng lượng được giải phóng--chúng ta gọi đó là phân hạch.
44:00
Bạn sẽ nghe một tiếng bíp nhỏ.
44:02
Tôi sẽ giữ nó gần microphone.
44:04
.....................................
44:07
Đó là mảnh mà tôi ăn từ nó.
44:11
...............................
44:13
Tách này không có uranium oxide.
44:15
Nhưng tách trà của tôi...
44:17
...............................
44:21
Có phóng xạ.
44:23
Vì vậy nếu bạn muốn đến ăn tối,
44:25
bạn được hoan nghênh...
44:27
.......................
44:28
Nhưng bạn biết bạn đến để làm gì.
44:34
Chúng ta có năng lượng hóa thạch trên Trái đất.
44:37
Vào lúc này chúng ta đang sử dụng năng lượng hóa thạch
44:41
với tốc độ nhanh hơn một triệu lần
44:45
vượt quá khả năng tái tạo--nhanh hơn một triệu lần.
44:49
Và nếu chúng ta tiêu thụ nó với tốc độ hiện tại,
44:52
hay tăng khoảng ba phần trăm một năm,
44:55
thì chúng ta sẽ không còn gì sau khoảng 100 năm.
45:01
Vì vậy chúng ta có một sự khủng hoảng năng lượng--sự khủng hoảng thực sự.
45:05
Và chúng ta còn có vấn đề môi trường,
45:08
vì tất cả những dự án năng lượng này và tất cả những nghành công nghiệp
45:11
gây ô nhiễm.
45:14
Và vì vậy chúng ta sẽ làm gì?
45:16
Sự tiêu tốn năng lượng của bản thân tôi hoàn toàn ít, tôi nghĩ vậy,
45:19
dù tôi cũng ở trong đất nước bạn,
45:21
vì vậy tôi chắc chắn tôi cũng tiêu tốn
45:23
nhiều hơn sáu lần mức trung bình của một người trên thế giới.
45:26
Tôi dùng điện, tôi thanh toán hóa đơn.
45:29
Tôi dùng ga; Tôi sửi ấm với ga.
45:32
Và tôi cũng nấu bằng ga.
45:35
Tôi dùng xe hơi của tôi-- xăng.
45:37
Và khi tôi cộng tất cả lại,
45:39
Tôi nghĩ tôi tiêu tốn khoảng 400 triệu jun trên ngày.
45:44
400 triệu Jun trên ngày tương đương
45:48
có 100 nô lệ làm việc cho tôi 12 giờ một ngày.
45:57
Hãy nghĩ về điều đó.
45:59
Chúng ta sống trong một thời đại xa xỉ một cách đáng kinh ngạc.
46:03
Một trăm tên nô lệ làm việc
46:05
cho một người 12 giờ một ngày,
46:10
làm việc để bạn sống thoải mái.
46:16
Khi sử dụng một kilowat giờ điện,
46:18
khoảng bốn triệu jun, tôi chỉ phải trả 10 cent.
46:22
Tiền trả cho 100 tên nô lệ này
46:26
không nhiều hơn $150 một tháng.
46:29
Thật là rẻ
46:30
khi có 100 tên nô lệ làm việc cho bạn chỉ với  $150 một tháng.
46:35
Nhưng bây giờ có vấn đề là:
46:38
Làm sao để duy trì được điều này?
46:41
Vì mức sử dụng của chúng ta vượt ra ngoài lượng nhiên liệu hóa thạch,
46:44
và năng lượng hạt nhân đang gặp phải những vấn đề.
46:47
Vâng, cách duy nhất mà chúng ta có thể sốn lâu hơn--
46:52
chất lượng cuộc sống tốt hơn là đặt cược vào đây-- nhiệt hạch.
46:56
Không phải phân hạch, trong đó uranium  và plutonium vỡ thành từng mảnh,
46:59
mà nhiệt hạch.
47:01
Nếu bạn có thể kết hợp deuterium với deuterium, bạn thu được năng lượng.
47:06
Bây gờ, chúng ta có
47:07
một trong mỗi 6,000 nguyên tử hydro trên Trái đất là deuterium,
47:12
và chúng ta có sáu triệu km khối nước.
47:15
Bây giờ, không biết là chúng ta có thành công hay không
47:18
trong việc vận hành phản ứng nhiệt hạch.
47:21
Điều đó chưa rõ ràng.
47:23
Người ta đang nghiên cứu.
47:25
Nhưng nếu thành công,
47:26
thì đơn giản là các đại dương sẽ cung cấp cho thế giới,
47:31
nếu chúng ta tiêu thụ nó
47:32
với tốc độ như hiện nay--
47:34
bốn nhân mười mũ 20 jun trên năm--
47:36
chúng ta sẽ có đủ năng lượng cho 25 tỉ năm.
47:40
Tất cả mọi lo lắng sẽ không còn,
47:42
vì Trái đất cũng chưa chắc còn tồn tại
47:44
đến hơn năm tỉ năm nữa.
47:45
Năm tỉ năm từ bây giờ,
47:47
mặt trời sẽ lớn hơn một trăm lần so với bây giờ,
47:50
và nó sẽ nuốt thế giới,
47:53
và đó sẽ là lúc kết thúc của MIT, của mọi thứ.
47:55
.....................
47:56
Vì vậy chúng ta chỉ cần năng lượng
47:58
cho khoảng 5 tỉ năm.
48:05
Tôi sẽ để cho bạn suy nghĩ vấn đề phức tạp này.
48:09
Ở đây tôi có một quả bóng đặc biệt.
48:13
và tôi sẽ nảy quả bóng này,
48:17
và tôi muốn bạn nhìn nó
48:20
và hãy cho tôi biết nguồn năng lượng đó là gì.
48:28
Chúng ta có ít ánh sáng,
48:32
vì nếu quá sáng,
48:34
thì bạn sẽ không thấy nó nữa.
48:37
Vì vậy, đây là quả bóng.
48:41
Thấy không, tôi có cái khác ở đây.
48:43
Và tôi sẽ nảy nó ở đây, và rồi chú ý những gì bạn thấy.
48:53
Hãy tiếp tục nhìn.
48:58
Nó dừng.
48:59
Cái kia.
49:07
Và cái kia.
49:11
Bây giờ, tôi muốn bạn nghĩ về...
49:13
bây giờ bạn đã thấy điều gì xảy ra.
49:15
Tôi nảy nó, nó bắt đầu nhấp nháy.
49:19
Rõ ràng, đó là mgh khi tôi nảy nó.
49:24
Năng lượng của ánh sáng nhấp nháy đến từ đâu?
49:28
Hãy suy nghĩ cẩn thận trước khi trả lời.
49:31
Nó là các sinh viên của tôi và tôi lúng túng,
49:34
ít nhất mười phút trước khi chúng tôi có câu trả lời.
49:38
Hãy nghĩ về việc chúng tiếp tục nhấp nháy
49:43
và sau đó dừng.
49:44
Hãy bàn luận với nhau.
49:46
hãy nghĩ về nó khi bạn ăn tối, ăn sáng,
49:48
khi bạn tắm.
49:49
Và thảo luận nó ở PIVoT.
49:51
Hẹ gặp các bạn vào thứ Sáu.