Вечный двигатель

Основная идея ррш-2. Уточнение понятий

Утверждение закона сохранения энергии — первого за­кона термодинамики — сделало попытки создать ррш-1 абсолютно безнадежным занятием. И хотя они все еще продолжаются, «генеральное направление» мыслей созда­телей ррш изменилось. Новые варианты вечных двигателей рождаются уже в полном согласии с первым началом тер­модинамики: сколько энергии поступает в такой двигатель, ровно столько же и выходит. Эти двигатели даже называют иначе, чтобы избежать термина «вечный двигатель».

Тем не менее, несмотря на согласие с первым законом и маскирующие названия, эти двигатели остаются типич­ными ррш и сохраняют их основной признак — абсолют­ную невозможность осуществления.

Дело в том, что соблюдение какого-либо одного, даже очень важного закона вовсе не гарантирует возможность того или иного явления. Каждое из них определяется несколькими законами. Поэтому оно может происходить только в том случае, если не нарушает ни одного из тех законов, которые к нему относятся.

В частности, для любых тепловых машин соблюдение первого начала термодинамики необходимо, но недоста­точно. Существует еще и второе начало термодинамики, соблюдение требований которого столь же обязательно. Новые вечные двигатели, о которых пойдет речь ниже, от­носятся именно к тепловым машинам; они могли бы ра­ботать, только нарушая ограничения, налагаемые вторым началом термодинамики. Поэтому такой двигатель и был назван «вечный двигатель второго рода» (ррш-2). Впервые этот термин ввел известный физико-химик В. Оствальд в 1892 г. [1.14] по аналогии со старым классическим ррт (после этого ставшим ррт-1).

Оствальд не имел в виду какие-либо конкретные изо­бретения, а рассматривал невозможность реализации та­кого двигателя в принципе, с общих теоретических пози­ций.

Кто придумал первый ррт-2, установить трудно; во вся­ком случае, они появились не ранее последней четверти XIX в. В принципах ррт-2 нет такого разнообразия, как в принципах ррт-1. Основная идея ррт-2 едина для всех самых разнообразных его проектов. Изложим ее для начала языком самих изобретателей, хотя, как мы увидим далее, используемая ими терминология не очень точна[26].

Предоставим слово ведущему идеологу этого направле­ния проф. В. К. Ощепкову [3.1]. Он ставил задачу таким образом: «...отыскать такие процессы, которые позволили бы осуществить прямое и непосредственное преобразова­ние тепловой энергии окружающего пространства в энер­гию электрическую. В этом я вижу величайшую проблему современности». И далее: «...открытие способов искус­ственного сосредоточения, концентрации рассеянной энер­гии с целью придания ей вновь активных форм будет таким открытием в истории развития материальной культуры че­ловечества, что по практическим последствиям его можно сравнить разве только с открытием первобытным челове­ком способов искусственного добывания огня».

Если отвлечься от оценки вдохновляющих перспектив рассматриваемой идеи (вспомним пушкинского Бертольда: «perpetuum mobile!.. Я не вижу границ творчеству чело­веческому...»), а вникнуть в ее существо, то она сводится к тому, что рассеянная «тепловая энергия» окружающего пространства «извлекается», концентрируется и превраща­ется в электрическую энергию, могущую производить ра­боту. Нарушения первого закона термодинамики здесь нет. Сколько энергии забирается из «окружающего простран­ства», столько и превращается в электроэнергию.

Такая идея, действительно, чрезвычайно заманчива. «Концентрированная» энергия использовалась бы для нужд человечества, «рассеивалась» бы при этом в окружающей среде, а затем ее можно было бы снова «концентриро­вать» и пускать в дело. В энергетике человечества осуще­ствился бы вечный круговорот энергии, который позволил бы «сразу убить двух зайцев» — снять как проблему по­иска источников энергии, так и проблему теплового, хими­ческого и радиационного загрязнения окружающей среды.

Чтобы проанализировать все стороны этой грандиозной идеи научно, нужно прежде всего уточнить используемую ее авторами терминологию, перевести ее на современный научный язык. Иначе может произойти то самое «сме­шение языков», которое было у строителей вавилонской башни, и докопаться до истины будет невозможно1.

Рассмотрим два ключевых термина сторонников ррт-2: «тепловая энергия окружающего пространства» и «концен­трация и рассеяние энергии».

Начнем с первого. Прежде всего отметим, что «окру­жающее пространство» само по себе энергии не содер­жит и пытаться извлекать ее оттуда — дело бесполезное. Энергия содержится только в материальной среде (веще­стве или поле), заполняющей это пространство. Поэтому правильнее было бы говорить «окружающая среда», а не «пространство». Но и такая формулировка (иногда и ее используют) тоже не годится. Термин «окружающая сре­да» имеет разное содержание в зависимости от того, как его использовать. Здесь могут быть два случая.

В первом случае под окружающей средой понимают все то, что находится вне границ системы (в данном случае дви­гателя). Это означает, что в окружающую среду входят по крайней мере атмосфера, гидросфера и литосфера Земли, в которых существуют разности давлений, температур и хи­мического состава. Следовательно, она включает и запасы топлива, гидроэнергетические ресурсы и т. д. Другими сло­вами, в окружающей среде, определяемой таким образом, нет равновесия: она неравновесна.

Используя неравновесность в окружающей среде, чело­век всегда получал необходимую ему энергию как в форме теплоты, так и в форме работы. Энергия ветра, текущей воды, а затем и топлива — все это результат неравновес­ности окружающей среды. Даже существование человека основано на различии состава пищи и других веществ окру­жающей среды. Если бы эта среда была равновесной, т. е. вся имела бы один и тот же усредненный и равномерно распределенный химический состав, одну и ту же темпера­туру, одно давление, один уровень воды, одинаковый везде электрический заряд и т. д., то все кругом было бы мертво и неподвижно. Именно неравновесность, наличие разности потенциалов во внешней среде и определяют возможность существования всей энергетики.

При такой трактовке термина «окружающая среда» из­влечение из нее энергии и превращение ее в работу или электроэнергию давно известно. Ничего нового в таких процессах нет: так всегда и делалось.

Во втором случае под окружающей средой понимают только равновесную часть всего окружения системы. Осно­ванием для введения такого более узкого, локального по­нятия служит то, что в окружении системы (например, двигателя) всегда имеется в практически неограниченном количестве некая среда, имеющая одни и те же темпе­ратуру, давление и химический состав. Примером такой среды может служить, например, вода у поверхности оке­анов, морей, других больших водоемов или атмосферный воздух у поверхности земли. Существующие в них некото­рые небольшие разности потенциалов в круг рассмотрения не входят.

Такая равновесная окружающая среда, как показывает многовековой опыт человечества, не может служить источ­ником энергии, поскольку никаких разностей потенциалов, неравновесностей, которые можно было бы использовать, в ней нет. Она ведет себя, как та «мертвая вода» без раз­ницы уровней, о которой писал Леонардо да Винчи.

Наконец, о первой части выражения «тепловая энергия окружающего пространства». Поскольку теплота, как мы видели, есть энергия только в процессе перехода, говорить о «тепловой энергии», да еще «содержащейся» в окружа­ющей среде, некорректно (хотя это иногда и делается).

Энергия теплового движения частиц составляет часть вну­тренней энергии тела, причем выделить ее «в чистом виде» практически невозможно. Поэтому в науке пользуются тер­мином «внутренняя энергия».

Разберем второе понятие «концентрация» и соответ­ственно «рассеяние» энергии.

Концентрация (от лат. con — «к» и centrum — «центр») — это понятие, связанное с сосредоточением чего - либо в определенном месте (объеме, поверхности). Приме­нительно к энергии это соответствует ее количеству, при­ходящемуся на единицу объема или поверхности (Дж/см3 или Дж/см2). Если это количество растет, говорят о кон­центрировании энергии, если падает — о ее рассеянии.

Сторонники ррш-2 используют этот термин в смысле, не имеющем отношения к его действительному содержа­нию. Они называют «концентрированной» энергией элек­трическую энергию и работу, а «рассеянной» — внутрен­нюю энергию тел и теплоту. Однако разница между ними не в концентрации (она в каждом случае может быть и высокой, и низкой), а в степени упорядоченности, органи­зованности движения или положения частиц (об этом мы говорили в гл. 2). Как мы увидим далее, именно эта упоря­доченность и определяет в основном качественную сторону энергии, ее работоспособность.

Подмена понятия качества, работоспособности энергии ее «концентрацией», а деградации, обесценивания — «рас­сеянием» вносит дополнительную путаницу, поскольку «концентрация» и «рассеяние» энергии не определяют в принципе возможности получения работы (т. е. создания двигателя)1.

Теперь, после уточнения всех терминов, мы можем вер­нуться к принципиальным основам ррш-2. Становится оче­видным, что его идея основана на получении работы (или, что то же самое, электроэнергии, могущей преобразовы­ваться в работу) из равновесной окружающей среды путем использования той части ее внутренней энергии, которая связана с хаотическим тепловым движением молекул.

В. К. Ощепков назвал такой процесс ученым термином «энергетическая инверсия» (инверсия — от лат. inver­sion — «перестановка», «переворачивание»). Другими сло­вами, это — обратное превращение части внутренней энер­гии равновесной окружающей среды в электроэнергию или работу.

Именно такой процесс запрещен вторым началом тер­модинамики. Поэтому, чтобы доказать возможность созда­ния ррт-2, нужно неизбежно опрокинуть или обойти «сто­ящий на дороге» второй закон термодинамики.

Известно, что поэзия позволяет во многих случаях вы­разить мысль более ясно и компактно, чем проза.

С этой точки зрения представляют интерес стихи, по­священные критике Второго начала термодинамики. Их прислал один из сторонников профессора Ощепкова — М. П. Кривых. Его сочинение возрождает традицию, иду­щую еще от римлянина — Тита Лукреция Кара (I век до нашей эры), написавшего знаменитую поэму «О природе вещей».

С любезного разрешения автора, привожу его ниже с некоторыми несущественными сокращениями.

Вот атмосфера, мы как рыбы С рожденья плаваем все в ней, Но в ней энергия, в ней глыбы Самых отличнейших углей.

Каждый просто забывает, Что кислород, аргон, азот В ней в форме пара пребывает И теплоту себе несет.

«Чтоб превратить тепло в работу Истока нужно два иметь: Тепло и холод» — эту ноту Усердно все привыкли петь.

Тут Клаузиус. Томсон, Тэт, За ними племя остальное Твердили: Невозможно! Нет! Взять от природы дармовое.

В науке по сей день живет Второй закон к здравствует В себе ошибку он несет, Но до сих пор он царствует.

И как могло так получиться Природе всей наперекор,

Второй закон мог народиться И столько лет прожить? Позор!

Отсюда весь Второй закон Помехой лишь становится Его отвергнуть нужно вон, Коль сам он не сторонится.

Что атмосферное тепло, Тепло реки и океана, Уже потеряно, ушло — Вот философия дурмана.

Тут способ нужен очень смелый, Чтоб равновесное тепло Непринужденно и умело На концентрацию текло.

И вижу транспорт сухопутный, вод­ный

Все фабрики, заводы и поля, Расходуют энергию природную, Не потребляя ни куска угля.

В этой «антитермодинамической поэме» достаточно четко сформулирована основная идея сторонников «энер­гетической инверсии». Однако доводы в ее пользу здесь, как и в большей части сочинений других авторов той же ориентации, носят в основном эмоциональный характер. В наше время этого недостаточно: нужно использовать и нечто более основательное.

Сторонники ррм-2 понимают это и используют для дис­куссии целый комплекс разнообразных доводов — от об­щефилософских со ссылками на классиков до эксперимен­тальных данных из различных областей науки. Все доводы, как правило, носят описательно-умозрительный характер и даются без четкого научного обоснования. Однако их кра­сивое внешнее оформление в сочетании с убежденностью и энтузиазмом (а иногда и не очень точным изложением фак­тов) в некоторых случаях может показаться убедительным. Помогает тут и благородная цель — экономия ресурсов и спасение окружающей среды от загрязнения.

Поэтому прежде чем переходить к разбору различных ррт-2, нужно еще уделить и некоторое внимание разбору второго закона термодинамики, хотя это потребует от чита­теля, не занимающегося специально термодинамикой, опре­деленной сосредоточенности.

Дело не только в том, что второй закон термодинамики, на первый взгляд не более трудный для понимания, чем первый, на самом деле далеко не так прост, как кажется. О нем написано очень много, мягко говоря, неквалифици­рованных статей и даже учебников, которые внесли, как писал академик А. В. Шубников, «невероятное количество ошибок». Именно на почве, удобренной этими ошибками, время от времени вырастают самые разнообразные псевдо­ученые «сочинения» — биологические, технические, эко­номические и другие. Некоторыми из них нам придется заняться при разборе второго закона.

Вечный двигатель

Тепловой насос — чудо или не чудо?

Напомним принцип действия теплового насоса[35] (о нем уже шла речь в гл. 3). Независимо от типа и конструкции это устройство выполняет, как правило, одну функцию — отбирает теплоту Qo c …

Утверждение закона сохранения энергии. Революция в понятиях и терминах

В предисловии к английскому изданию «Капитала» Ф. Энгельс писал: «В науке каждая новая точка зрения вле­чет за собой революцию в ее технических терминах» [1.4]. Естественно, что такое событие, как установление …

Почему все же изобретают ррт?

До сих пор мы занимались в основном научно-техни­ческой стороной истории вечного двигателя, касаясь лишь попутно личных особенностей людей, связанных с ним. Но человеческая сторона дела тоже заслуживает внима­ния. Более того, …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.