Vì sao lấy sức ngựa để đo công suất động cơ?

Thuật ngữ "mã lực" có tên tiếng Anh “horse power”, và James Watt là người đầu tiên đưa ra khái niệm trên vào năm 1782. Tuy nhiên, không phải đợi tới tận khi James Watt hoàn chỉnh động cơ này mà ngay từ lúc nó bắt đầu ra đời trước đó một thế kỷ, Thomas Savery đã sử dụng thuật ngữ “mã lực” để chỉ ra sức mạnh của động cơ này có thể thay thế được bao nhiêu con ngựa.

Trong khoảng thời gian kể từ lúc Thomas Savery phát minh ra máy hơi nước cho tới khi James Watt hoàn chỉnh nó, “mã lực” là một đơn vị đo đếm rất chung chung và không có bất cứ chuẩn mực nào. Mỗi một kỹ sư thiết kế lại định nghĩa đơn vị này theo từng cách khác nhau.

Jame Watt là người đầu tiên đưa ra khái niệm “horse power” vào năm 1782.

Watt đã chuẩn hóa lại đại lượng này là tính nó dựa trên sức kéo của một con ngựa có thể kéo được một khối lượng không đổi trong một khoảng thời gian và chiều dài không đổi (ví dụ nó có thể kéo cối xay quay được 144 lần/giờ).

Lúc đầu, James Watt chưa phân chia các loại mã lực khác nhau, nên sau đó các nhà khoa học đặt tên cho cách gọi của ông là mã lực cơ học (mechanical horse power). Một mã lực cơ học có giá trị chính xác 745,69987158227022 W, nghĩa là công suất một bóng điện 100 W sẽ bằng 0,13 mã lực.

Mô tả mã lực cơ học.

Để có hình ảnh trực quan và cụ thể hơn so với cách tính của Watt, các nhà khoa học sau này đã mô tả mã lực cơ học là công mà một chú ngựa bỏ ra để kéo 33.000 pound (1 pound = 454 gram) lên 1 foot (30,48 cm) trong thời gian 1 phút (minute).

Sau thời điểm James Watt đưa ra định nghĩa mã lực, có hàng loạt đơn vị công suất được sáng tạo để phù hợp với điều kiện từng ngành. Tính đến hiện tại, có tới 4 loại mã lực khác nhau gồm: mã lực cơ học (trùng với định nghĩa của James Watt), mã lực theo hệ mét (metric horse power), mã lực điện (electrical horse power, sử dụng cho ngành điện) và mã lực nồi hơi (boiler horse power).

Đơn vị “mã lực” xuất phát từ việc so sánh khả năng lao động của máy móc với ngựa.

Đối với ngành công nghiệp xe hơi, mã lực cơ học (mechanical horse power) và mã lực theo hệ mét là phổ biến nhất. Mã lực theo hệ mét khai sinh tại Đức trong thế kỷ 19 và mở rộng sang châu Âu và châu Á. Khi du nhập sang các nước, mã lực hệ mét lại được ký hiệu khác nhau như: “PS” ở Đức, “CV” ở Pháp, “PK” ở Hà Lan. Về cơ bản, các đơn vị này xấp xỉ bằng mã lực cơ học (vào khoảng 98,6%) do chúng được đo bằng các đơn vị khác nhau.

Dù khá phức tạp, nhưng chí ít chúng ta cũng có thể hình dung, đúng là đơn vị “mã lực” đã xuất phát từ việc so sánh khả năng lao động (kéo, đẩy…) của máy móc với ngựa.