Вечный двигатель

ЗАКЛЮЧЕНИЕ РЕАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЭНЕРГЕТИКИ И ТУПИКОВЫЕ ПУТИ

Природу обмануть нельзя, но дого­вориться с ней можно.

А. Эйнштейн

Мы познакомились с многовековой историей попыток решить энергетические проблемы простейшим путем: со­здать двигатель, производящий работу либо из ничего (ррт-1), либо из того, что есть, но работу произвести не может (ррт-2).

Эти попытки, естественно, к успеху не привели, хотя и способствовали определенным образом на первых этапах развитию науки об энергии. Более того, весь путь «псев - доэнергетики», занятой поисками вечных двигателей, не­разрывно связан с историей настоящей энергетики. Псев­доэнергетика по-своему «отслеживала» стоящие перед на­стоящей энергетикой задачи, пытаясь тоже решить их.

Действительно, в начальный период развития энерге­тики ее задача состояла в том, чтобы создать простой и надежный универсальный двигатель для привода различ­ных машин и механизмов в любом нужном месте. Веч­ный двигатель первого рода и должен был удовлетворить эту потребность и избавить человечество от необходимо­сти использовать силу людей и животных, а затем воды и ветра.

После появления тепловых двигателей — паровых ма­шин — перед ррт-1 встала новая задача — избавиться от необходимости все возрастающего расхода дорогого топ-

Лива. Задача, связанная с экономией природных ресурсов, четко не ставилась; речь шла только об удобстве эксплу­атации, дешевизне и, наконец, о дальности автономного плавания морских судов.

Другая ситуация начала складываться к концу XIX и началу XX в. Энергетика достигла таких масштабов, что все острее вставал вопрос, с одной стороны, об истоще­нии и удорожании природных энергетических ресурсов[44] и с другой, — экологической — об отрицательном влиянии энергетики на среду обитания человека. Вызываемые энер­гетикой тепловые, химические, а затем и радиационные загрязнения начали приводить к необратимым изменениям этой среды. Вечный двигатель первого рода к этому вре­мени сошел со сцены: его неосуществимость стала очевид­ной.

Вот тут, соответственно духу времени, и появился веч­ный двигатель второго рода — не только не нуждающийся в топливе, но и экологически чистый. Действительно, «сы­рье» для него извлекается из равновесной окружающей среды и отдается в нее после использования в том же виде и в том же количестве. Такой «круговорот тепла» — сна­чала «концентрация» энергии, потом «рассеяние» и снова «концентрация» — как нельзя лучше, казалось бы, разру­бает весь узел современных энергетических проблем.

Именно из такой соблазнительной концепции исходят сторонники «энергетической инверсии». Путь, по кото­рому движется современная энергетика, они считают не­правильным, а ее теоретическую базу — термодинамику — критикуют без всякого снисхождения.

Приведем здесь три цитаты программного характера из трудов трех авторов; два первых нам уже известны, а тре­тий — доктор наук еще не упоминался.

Г. Лпхошерстных [3.10]: «Суть ее ( энергоинверсии) сводится к поискам путей концентрации бросовой по тра­диционным представлениям энергии водного и воздушного океанов. Это тепловая энергия, которую, как считают эни- новцы[45], можно концентрировать и превращать в другие виды энергии. Заманчивость этой идеи состоит не только в том, что запасы рассеянной энергии самовосстанавлива­ются. В то время, как использование химических и ядер­ных источников энергии вносит в окружающую среду до­полнительную теплоту и потому в перспективе грозит «те­пловым засорением», использование рассеянной энергии лишь распределяет уже наличествующую в среде энергию».

Н. Заев [3.5]: «Миллионы и миллионы рублей, долла­ров, фунтов, франков, марок, дни и ночи многочисленных коллективов, могучая индустрия эксперимента, космиче­ский вакуум и холод брошены против угрозы энергетиче­ского голода. И все это под единым стягом термодинамики Клаузиуса, Гиббса, термодинамики огня, пара, термодина­мики прошлого века. Она задает курс, она задает ежеднев­ный маршрут движения. Она и компас, она и руль...

Пора осмотреться, сопоставить достигнутое с ценой. Полтора века назад Карно сделал первый шаг к науке о тепле, пора делать следующий»[46].

Вот так!

Г. В. Скорняков пошел дальше, обвиняя термодинамику уже не только в «ошибках», а прямо во вредительстве. Он писал [5.11]: «термодинамика не только не способство­вала существенному прогрессу в практике преобразования тепла в работу, но и привела к дезориентации как инженер­ной, так и общественной мысли». Это прямо некий «анти­термодинамический манифест», возводящий борьбу с этой зловредной наукой на уровень задачи общества. Интересно представить, как бы реагировал на его идеи А. Эйнштейн, который утверждал, что «термодинамика — это единствен­ная физическая теория общего содержания, относительно которой я убежден, что в рамках применимости ее понятий она никогда не будет опровергнута».

К счастью великий физик не имел случая читать «тру­ды», процитированных выше и им подобных «опровергате­лей» науки. Академики JL Арцимович, П. Капица и И. Тамм [2.8.] уже четко и коротко определили все это как «кон­центрацию невежества».

На этом разговор о ррт можно было бы и закончить, но в заключение нужно сказать несколько слов о другом. Призыв «осмотреться» по существу ставит под сомнение тот путь, по которому «под единым стягом термодинами­ки» идет, тратя «рубли, доллары, франки» и другую валюту, современная энергетика. Давайте осмотримся.

Начнем с того, что напомним истину, с которой со­гласны сейчас все: единственно правильное, научно обо­снованное направление развития энергетики — такое, ко­торое позволяло бы наращивать ее мощности в необходи­мом человечеству темпе, но так, чтобы сохранить (и даже улучшить) окружающую природную среду. Если дальше наращивать энергетические мощности, не задумываясь о локальных и глобальных экологических последствиях, или откладывать заботы об этом на будущее, то последствия могут быть опасными. Каковы же намечаемые наукой пути развития энергетики, позволяющие решить эту задачу так, чтобы одновременно выполнить оба требования?

Ясно, что при настоящем научном подходе нужно оста­вить в стороне псевдоэнергетику, которая хотя и обещает все, но, как мы знаем, не сулит в реальности ничего, по­скольку надеется «обмануть природу». Остается рассчиты­вать только на те энергетические ресурсы, об использова­нии которых «можно договориться с природой».

Чтобы установить, каковы они, нужно прежде всего с принципиальных позиций рассмотреть энергетический ба­ланс нашей планеты (в широком смысле слова, учитывая не только его количественную, но и качественную сторону).

Начнем с общего энергетического баланса, не вникая пока в его качественные аспекты. Земля получает от Солн­ца примерно 170-1015 Вт энергии [1.11]. Около 34% этого количества сразу отражается в космос. Остальная часть участвует в различных превращениях в атмосфере, гидро­сфере и на поверхности Земли, после чего тоже уходит в

Мировое пространство. Таким образом, вся полученная от солнца энергия, независимо от ее путей на Земле, в ко­нечном счете излучается в космос. Земля себе ничего не оставляет. Именно этим объясняется относительно стаци­онарное тепловое состояние Земли (W' = W", AW = 0).

Небольшие отклонения от этого баланса связаны с двумя факторами.

Первый из них — это фотосинтез — поглощение излу­чения растениями Земли с образованием соответствующей органической массы. Эта энергия, колоссальная по абсо­лютной величине (300-Ю12 Вт), забирает всего около 0,2 % мощности падающего на Землю излучения.

Второй фактор — антропогенный, связанный с деятель­ностью человека. Высвобождая и используя энергию невоз - обновляемых природных ресурсов — топлива, человече­ство несколько увеличивает выделение энергии на Земле. Это количество выделяемой энергии относительно неве­лико (около 7 • 1012 Вт) — почти в 50 раз меньше, чем поглощается при фотосинтезе. Очевидно, что оба фактора (особенно второй) не могут пока существенно сказаться на энергетическом балансе Земли.

Энтропийный баланс Земли выглядит совсем иначе, чем энергетический. Поступающее на Землю солнечное излу­чение характеризуется весьма малой энтропией, так как температура этого излучения примерно 5800 К. Напротив, равное количественно получаемому от Солнца излучение Земли соответствует в среднем намного более низкой тем­пературе, близкой к 300 К.

Очевидно, поэтому, отдаваемая Землей энтропия суще­ственно больше, чем получаемая; все проходящие на Земле процессы ведут в итоге, как и положено по термодина­мике, к возрастанию энтропии. Никакой «энергоинверси­ей» здесь и не пахнет. Энтропийный баланс, показывая об­щую физическую картину качественного изменения харак­теристики энергии, не определяет, как известно, значения полезной, пригодной для использования энергии. Чтобы их выявить, необходимо использовать эксергетический ба­ланс.

Эксергетический баланс Земли определяется прежде все­го его приходной частью. Поток лучистой энергии, посту­пающей от Солнца, характеризуется высокой эксергией, составляющей примерно 0,93 его значения. Следовательно, поступающий на Землю поток эксергии составляет около

0,93-170-1015 Вт = 158-1015 Вт, из которых 34% сразу от­ражается в космос. Таким образом, до поверхности Земли доходит эксергетический поток Ef = 158 • 1015 • 0,66 = 104 • 1015 Вт. Покидающий Землю поток эксергии относи­тельно мал. С точки зрения земной энергетики его можно не учитывать, так как для Земли средняя температура окру­жающей среды составляет примерно 300 К (использовать в качестве теплоприемника низкую температуру равновес­ного излучения космоса можно с определенными ограниче­ниями только вне Земли). Таким образом, «пропуская» всю энергию, получаемую от Солнца, Земля «оставляет» себе ее эксергию. Величина Ef представляет собой тот основ­ной резерв[47] возобновляемых источников эксергии, кото­рый в принципе может быть использован человечеством без влияния на энергетический баланс планеты. Эта экс­ергия (т. е. все создаваемые ею разности потенциалов — давлений, температур, концентраций) все равно «срабаты­вается» природой — большей частью бесполезно для че­ловека (за исключением той ее небольшой части, которая идет на фотосинтез, и перепадов давлений воды и воздуха, используемых на гидро - и ветроэлектростанциях).

К невозобновляемым источникам эксергии относятся все те, которые могут дать ее в результате освобождения «замороженных» в природе разностей потенциалов. Эти источники — химические и ядерные виды топлива — без вмешательства человека не были бы пущены в ход. По­лученная при соответствующем их сжигании (химическом или ядерном) эксергия после использования выделяется в конечном счете как низкопотенциальная теплота и присо­единяется к потоку отдаваемого Землей излучения, соста­вляя пока примерно одну двадцатипятитысячную часть его. Естественно, даже десятикратное увеличение этого тепло­выделения не может привести к существенному нарушению энергетического баланса Земли, если оно будет беспрепят­ственно излучаться в космос.

Таким образом, с чисто технической стороны перспек­тивы развития энергетической ситуации на Земле выгля­дят вполне благополучными. Анализ качества ресурсов, как возобновляемых, так и невозобновляемых, показывает [1.11,1.12], что человечество на обозримый прогнозами срок может обеспечить себя необходимым количеством энергии даже с учетом роста потребности в ней.

Однако все больше дает о себе знать другая сторона научно-технического прогресса (в том числе и энергети­ки) — его воздействие на природу Земли.

До середины прошлого века положение в этой части не вызывало особой озабоченности. Только в отдельных райо­нах возникали ситуации, создававшие такое давление чело­веческой деятельности на окружающую природную среду, которое приводило к существенно вредным, но все же ло­кальным последствиям. Но позже, в связи с бурным разви­тием техносферы, ростом населения характер антропоген­ного1 давления на природу стал изменяться. Оно приняло планетарные масштабы, и его количественные характери­стики стали соизмеримы с силами, действующими в самой природе Земли. Нарушение природного равновесия ведется во все возрастающей степени сразу «с двух концов»: с од­ной стороны, вычерпывание природных ресурсов — полез­ных ископаемых, пресной воды, биосферы, с другой — за­грязнение всех трех составляющих окружающей среды — литосферы, гидросферы и атмосферы. К уже указанным выше химическому, тепловому и радиационному загрязне­ниям теперь прибавляется и биологическое.

Свою немалую лепту в большую часть этих «грязных дел» вносит и энергетика. Не говоря уже о ее косвенном соучастии (никакой технический объект не мог бы рабо­тать без энергии), она несет за многое и непосредственную вину.

Для нее извлекаются из недр земли в огромных количе­ствах уголь, нефть и газ, урановая руда; она же выбрасы­вает в атмосферу диоксид углерода, оксиды азота и серы, а в землю — золу и радиоактивные отходы. Обо всем этом сказано и написано очень много; специальная наука о вза­имодействии природной среды и человека — экология — все тщательно подсчитала. Вспомним лишь один показа­тель: тепловые электростанции, сжигающие органическое топливо, выбрасывают в атмосферу за год более пяти мил­лиардов тонн диоксида углерода. К этому надо добавить и другие энергетические источники СО2, например авто­мобили, каждый из которых добавляет в атмосферу около 5 т в год. В целом все это составляет больше тонны на каждого жителя Земли!

Включение выбросов СО2 (а также метана) в углерод­ный цикл планеты создает все возрастающий дисбаланс между выделением и поглощением этих газов (главным по­требителем СО2 служат растения, поглощающие посред­ством фотосинтеза углерод и возвращающие кислород в атмосферу). Дисбалансу способствует уничтожение лесов (в основном тропических, площадь которых катастрофиче­ски уменьшается). В результате содержание СО2 в воздухе за последние 100 лет выросло с 0,030 • Ю-2 до 0,033 • Ю-2 (т. е. примерно на 10%) и продолжает увеличиваться. Это приводит к росту так называемого «парникового эффекта», так как СО2 задерживает все большую часть теплового из­лучения Земли, не давая ему уйти через атмосферу в кос­мос. Это, в свою очередь, ведет к потеплению климата, увеличению площади засушливых зон, таянию полярных льдов, повышению уровня океана, затоплению низменных частей суши. Эти процессы уже идут и темп их нарастает; более того, гигантская инерция Земли такова, что если бы даже накопление СО2 в атмосфере сейчас прекратилось, то его последствия все равно еще долго будут продолжаться и даже нарастать. Все это — научно установленные факты: дискуссия идет лишь о том, в каком темпе эти и другие не­гативные воздействия на природу будут развиваться и когда может наступить катастрофическая ситуация.

Где же искать выход и существует ли он?

Очевидно, что всякие рецепты типа «нужно просто по­вернуть назад» — прекратить развитие техники, приоста­новить рост народонаселения, отказаться от благ цивили­зации и перейти к «простой жизни на лоне природы» — наивны и нереальны. Их авторы первыми попросились бы обратно, если их поселить в курной избе и заставить коро­тать досуг при свете лучины[48].

Поскольку научно-технический прогресс и связанный с ним рост сил, находящихся в распоряжении человечества, остановить невозможно (да и не нужно), единственное ре­шение, исключающее экологическую катастрофу, лежит в другом. Это разумное, тщательно продуманное и контроли­руемое использование достижений науки и техники в гар­монии с природой с учетом последствий каждого шага. Не­обходимость этого осознается все полнее; бездумное про­должение прежней технической политики становится явно недопустимым. Экологические вопросы и пути выхода из кризиса широко обсуждаются и комментируются. Люди ждут от науки неотложных решений.

Но наука при всей ее мощи не может сразу снять все проблемы; нужна серьезная работа с учетом всех техни­ческих, экономических и даже политических трудностей. И здесь, на фоне общей тревоги, снова всплывает уже хо­рошо знакомая нам «энергоинверсия», обещающая одним махом снять все заботы.

Например, в рубрике «Забор» журнала «Техника и нау­ка» (№ 12, 1988 г.) появилось объявление (№229): «Требу­ется спонсор, который согласился бы финансировать раз­работку вечного двигателя, непосредственно преобразую­щего механическую энергию микротел (атомов и субэле­ментарных частиц твердого тела) — в механическую энер­гию макротела — вращение вала. Вечный двигатель спосо­бен удовлетворить человечество в любом количестве энер­гией и одновременно ликвидировать полностью перегрев воздушной оболочки Земли. Автор завершил изыскания и гарантирует успех разработки вечного двигателя». В отли­чие от Ощепкова, который говорит о необходимости иссле­дований, здесь все задачи уже «решены». Эти «скромные» обещания действительно обнадеживают! Тем более, что некоторые люди, искренне болеющие за охрану природы, но далекие от научного мышления, и попадаются на такие приманки.

На пленуме Союза писателей СССР, посвященном во­просам экологии (см. «Литературную газету» от 25 ян­варя 1989 г.), среди других выступил писатель С. Самсонов, выдвинувший ряд вполне обоснованных соображений об охране окружающей среды. Но тут же (естественно, не подозревая об этом), он поддержал идею об использова­нии для этой цели... вечного двигателя. С. Самсонов ска­зал буквально следующее: «Два года тому назад появилось в печати сенсационное сообщение: японские инженеры и ученые научились отбирать тепло, рассеянное в воде и воз­духе, направлять его заводам и фабрикам. Но для нашего ученого, основоположника отечественной радиолокации и

Интроскопии П. К. Ощепкова это не было сенсацией, так как он давно занимается этой проблемой. Одна из япон­ских фирм предложила сотрудничество ему, Павлу Кондра - тьевичу, и его Общественному институту энергетической инверсии — ЭНИН. (ЭНИН занят вопросами использо­вания энергии окружающей среды. Его цель — создание уже сегодня определенной альтернативы тепловым, гидро - и атомным электростанциям.)

Еще в 1954 г. решением президиума АН СССР лабо­ратория Ощепкова, подтвердившая его идею о возможно­сти использования рассеянной энергии окружающего про­странства, была включена в состав Института металлургии, которым руководил И. П. Бардин. Таким образом, наукой официально была признана возможность его исследований. Уже в 1959 г. исследования были «закрыты, лаборатория расформирована». В заключение С. Самсонов предложил «провести референдум о дальнейшем использовании энер­гии атомных станций, пригласив и представителей ЭНИН Ощепкова».

Нетрудно видеть, что «сенсационное сообщение» о япон­ских инженерах и ученых, «которые научились отбирать тепло, рассеянное в воде и воздухе и направлять его за­водам и фабрикам» — это самая обычная информация об использовании по прямому их назначению давно и хорошо известных тепловых насосов, описанных нами в § 4.4.

Все дальнейшее — прямое повторение неграмотных журналистских сенсаций об «исследованиях» П. К. Ощеп­кова и других изобретателей ррт-2, которые уже подробно нами рассмотрены.

С. Самсонов идет еще дальше и изобретателей, и пове­ривших им журналистов, говоря о создании «уже сегодня определенной альтернативы тепловым, гидро - и атомным электростанциям». Поскольку такая «альтернатива» ни се­годня, ни в будущем реализоваться не может — остается только последовать совету А. Эйнштейна — отказаться от попыток «обмануть природу» и все же договориться с ней. Тут, если не касаться вопросов энергосбережения, о кото­рых уже упоминалось, существуют два направления.

Первое, пока главенствующее, опирается на технику, базирующуюся на освобождении «замороженных» запасов энергии (топлива — химического и ядерного). Она позво­ляет в нужном темпе наращивать энергетические мощно­сти, и по мере совершенствования техники снижать коли­чество вредных выбросов и отходов. Однако радикального решения экологических проблем это направление обеспе­чить не может[49]; накопление избыточной энергии A W на Земле будет продолжаться.

Второе направление основано на использовании тех раз­ностей потенциалов, которые все равно срабатываются при­родой, но без использования для энергетики. К ним отно­сятся как те, которые связаны с действием солнечного из­лучения, так и те, которые обусловлены вращением Земли и лунным притяжением, а также нагревом внутренних слоев Земли.

Разности давлений воздуха или уровней воды позволяют создавать ветроэнергетические установки, приливные элек­тростанции (не говоря уже о гидроэлектростанциях). Раз­ности температур дают возможность получать электроэнер­гию как на севере (более теплая вода в океане — холодный воздух и лед наверху), так и на юге (теплая вода океана на­верху, более холодная — внизу), а также в районах, где глубинные горячие слои подступают близко к поверхности (геотермика). В областях с интенсивным солнечным излу­чением можно преобразовывать и использовать эту энер­гию целым рядом способов. Прорабатываются даже спо­собы получения электроэнергии на базе использования раз­ности концентраций соли в морской воде и втекающих в море рек (вспомним осмотический двигатель И. Бернулли, показанный на рис. 1.27). Во всех этих случаях получение энергии, которая снова отдается в конце концов в окру­жающую среду, никак не меняет A W. Поток энергии просто идет другим, полезным путем; вместо того, чтобы сразу диссипировать, рассеяться в окружающей среде, он проделывает полезную работу. Такая экологически чи­стая энергетика даже при далеко не полном использовании природных потенциалов могла бы снять все экологические проблемы. Но... Это «но» связано с тем, что по раз­ным причинам-либо из-за малых концентраций[50] потоков используемой энергии (например, солнечной энергии, ве­тра), либо вследствие невыгодного географического распо­ложения (например, отдаленность заливов с высокими мор­скими приливами от мест потребления энергии) затраты на сооружение таких электростанций или передачу электро­энергии оказываются слишком высокими. Каждый кило­ватт установленной мощности обходится намного дороже, чем на электростанциях с органическим или ядерным топ­ливом. Получается, что энергия, которую нужно затратить на получение нужных материалов, изготовление, транспор­тировку и монтаж оборудования станции и линий электро­передачи, больше, чем та энергия, которую она даст в те­чение всего срока службы. Очевидно, что строить такие станции пока невыгодно. Однако следует иметь в виду, что для многих рассредоточенных на большой площади и не очень крупных потребителей доставка энергии настолько дорога, что экологически чистые источники энергии, рас­положенные поблизости, уже теперь оказываются предпо­чтительными. Но главное состоит в том, что возможности совершенствования таких систем только начинают всерьез изучаться. В ближайшей перспективе их стоимость мо­жет резко уменьшиться. Поэтому скептицизм некоторых энергетиков, относящих широкое распространение эколо­гически чистых электростанций, работающих на возобно­вляемых источниках энергии, на середину XXI века, едва ли обоснованы.

Даже этот краткий обзор показывает, что работа по совершенствованию и преобразованию энергетики во всех ее направлениях очень трудна, но и интересна. Она тре­бует людей, готовых, опираясь на научные знания, про­явить себя, смело прокладывать новые пути, не страшась бурь научно-технической революции.

Все попытки свернуть энергетику на тупиковый путь «энергоинверсии», решить энергетические проблемы пу­тем использования вечного двигателя второго рода совер­шенно бесперспективны. Они только отвлекают людей от настоящего дела.

Увлечение вечными двигателями, сохранившееся еще до нашего времени в своеобразной форме попыток создания ррт-2, несмотря на «научное» оформление долго жить не сможет. Вечный двигатель второго рода, так же как и его предшественник — вечный двигатель первого рода, оста­нется лишь интересным и поучительным эпизодом истории физики и энергетической науки.

[1]В Германии в течение XIII в. было основано около 400 городов; аналогичный процесс шел и в других странах Европы. В домонголь­ской Руси было так много городов, что скандинавы называли ее «Гар - дарик» — страна городов.

[2]Напомним, что в то время господствовала геоцентрическая система мира Птолемея.

[3] Флорентийская академия (Академия дель Чименто — «академия опытов») была одним из первых научных обществ, возникших в XVII в. в Европе. Ее основателями были Е. Торричелли и его ученик В. Вивиани, продолжавшие традиции Галилея. Ее иностранным членом состоял Р. Бойль.

[4]Ои занимался и механическим ррт, доказывая теоретически на основе положения, что «меньшим грузом можно поднять больший», что такой двигатель возможен. Несмотря на не очень глубокий тео­ретический багаж, Кирхер был способным изобретателем. Достаточно свидетельствует об этом хотя бы тот факт, что он изобрел проекцион­ный («волшебный») фонарь.

[5]В одном английском патенте (от 9.III.1635 г.) об этом с юридиче­ской точностью сказано: «Он (патент) относится к искусству создания машин, которые, будучи раз пущены в ход, будут идти, совершая свои движения вечно и притом без приложения какой-либо силы — чело­века, лошади, ветра, реки или источника и в то же время исполнять различные работы к благу и процветанию государства».

^равезанда,

Читатель может ознакомиться с его полным текстом в [2.17 с. 541- 543].

[6] Слово «конец» не означает, естественно, полного прекращения по­пыток создать ррт-1; но такие попытки уже лежат за пределами се­рьезных дел и связаны либо с недостаточной грамотностью, либо с чудачеством.

*Тот самый, с именем которого связывают притчу о «буридановом осле», умирающем от голода между двумя одинаковыми стогами сена, расстояния до которых равны.

[8] Сравните латинскую пословицу: «Causa aequat effectum» (причина равна действию).

[9]Мы приводим цитату из Ломоносова, сохраняя выразительные осо­бенности стиля и языка того времени, которые в остальных цитатах при переводе, к сожалению, теряются.

[10]Я. Карно (1753-1823 гг.) был чрезвычайно разносторонним челове­ком. Крупный математик и механик, член Парижской Академии наук; во время Французской революции проявил себя как военный организа­тор («организатор победы» революционных армий). С. Карно, один из основателей термодинамики, о котором мы в дальнейшем будем часто упоминать, — его старший сын.

Постановление Академии, несомненно, оказало влияние на умы лю­дей, близко стоящих к науке, и сказалось на ее дальнейшем развитии. Что касается рядовых изобретателей ррш, далеких от науки, то они, как мы увидим из дальнейшего, еще долго продолжали свои поиски.

[11] Характерно поведение того самого Поггендорфа, который не при­нял статью Майера в 1841 г. В биографическом словаре, выпущенном им в 1863 г., справка о Р. Майере заканчивалась так: «...кажется около 1858 г. умер в сумасшедшем доме». Но в конце книги сделано добавле­ние: «Не умер..., но еще жив».

!Но и здесь не обошлось без ученых оппонентов. Один из членов Королевского общества заявил после доклада Джоуля, что не доверяет ему, поскольку «у него нет ничего большего за душой, чем сотые доли градуса».

!Это было совершенно естественно, так как он перешел из меха­ники, где его точное значение было установлено еще в конце XVIII в.

[14]В общем случае работа может быть не только механической, но и электрической, магнитной и т. д. Однако все, что сказано об упорядо­ченном движении частиц, относится и к этим случаям.

!От двух греческих слов: «термо» — теплота и «динамос» — сила (вспомним, что «силой» в то время называли то, что мы называем «энер­гия»).

[16]Термин «первое начало (основной закон) термодинамики» как принцип эквивалентности теплоты и работы ввел Р. Клаузиус в 1850 г.

!Речь, разумеется, идет о такой системе, параметры которой в ходе процесса не меняются. В нашем случае это означает, что энергия внутри нее не накапливается и не расходуется.

Циркулирующее внутри рабочее тело (например, вода) не учитыва­ется, так как оно не проходит через контрольную поверхность.

^сть еще интересные данные за 1897-1903 гг. о распределении авторов заявок, сделанных в Британии, по странам. Из 31 заявки 10 были из Англии, 8 — из США, 5 — из Германии, 3 — из Франции,

[20] — из Австрии и по одной из Бельгии, России и Италии.

2Даже сейчас в некоторых книгах можно встретить неточную (а даже просто неверную) трактовку этих фундаментальных понятий.

[21]С. Михал [2.6] сообщает, что в Пражское управление по делам изо­бретений и открытий в 1970-1973 гг. поступало ежегодно до 50 проек­тов ррт.

Интересно отметить, что в том же номере газеты «Деловой мир», где опубликована цитируемая выше статья «Тепло вашему дому» помещена реклама билетов печально известной финансовой пирамиды «МММ» с цифрами месячного роста их рыночной стоимости (на 325%!).

Как заметил в свое время А. С. Пушкин: «бывают странные сближе­ния»!

Именно поэтому мы назвали повесть Шеербарта фантастической, а не научно-фантастической.

[24]4итатель может познакомиться с рассказами и по книге Я. И. Перельмана «Занимательная физика», ч. 1, где приведены большие выдержки из них.

[25] Более того, как мы увидим дальше, понятие «теплород» в его ра­циональной части тоже осталось в современной науке под названием «энтропия».

Недаром, ссылаясь на Декарта, А. С.Пушкин писал: «Определяйте значение слов, и вы избавите свет от половины его заблуждений» [1.17].

[26] Разумеется, чем выше концентрация, плотность энергии, тем при прочих равных условиях легче ее использовать (нужны меньшие за­траты, площади и т. д.). Но в принципе возможность получения работы этим не определяется.

[27] Здесь и в дальнейшем «теплоприемником» будет называться объ­ект (например, атмосферный воздух), к которому отводится теплота от двигателя, а «теплоотдатчиком» — тот, от которого двигатель получаст теплоту.

*Ее часто называют «теплотой окружающей среды», но это неверно, как мы уже показали в гл. 2, ибо теплота «содержаться» в окружающей среде (как и в любом другом теле) не может.

[28]Это греческое словосочетание, созвучное слову «энергия», означает «превращение».

[29] Совершенно естественно, что баланс энтропии нужно подсчитывать (как для обратимых, так и необратимых процессов) в изолированных системах. Иначе внешний приток (или отток) теплоты, а следовательно, и энтропии смажет всю картину.

[30] Такой воображаемый ррт-2 иногда называют монотермическим двигателем, так как он должен работать от одного теплоотдатчика с одной температурой Т0.с без теплоприемника с более низкой темпера­турой. Отсюда и монотермический — однотепловой («моно» — один).

[31] Напомним, что в то время не было строгих определений работы и теплоты, поэтому «работа», о которой писал Клаузиус, — это механи­ческая энергия, а «теплота» — внутренняя энергия тел.

[32] Известно, что в ситуациях, когда в ходе дискуссии нет серьезных доводов или фактов, некоторые люди прибегают к ссылкам на авто­ритеты; особенно часто используются классики. Этот средневековый прием доказательства «argumentum ipse dixit» («сам сказал») использу­ется идеологами ррт-2 очень широко [3.1-3.2], причем соответствую­щие цитаты приводятся без серьезного их анализа, без учета времени и условии, при которых отрывок был написан.

[33]Оио (правда, под другим названием) появилось не намного позже самого второго закона термодинамики — в 80-х годах прошлого века, но нашло широкое применение только в наше время. Термин «эксер­гия» (т. е. внешняя, способная проявиться в деле энергия) предложил югославский ученый З. Рант в 1956 г.

XEcnH мы отдадим теплоту при другой температуре, она еще будет иметь некоторую работоспособность; чтобы извлечь всю работу, нужно отдать теплоту совершенно неработоспособную, т. е. характеризующу­юся температурой среды.

[34]Т. е. внутренней энергии.

[35]Подробнее с тепловыми насосами можно познакомиться в специ­альной литературе [1.26, 1.27].

[36]Это был инженер-металлург (не энергетик), который не поленился проштудировать все рекомендованные ему книги и даже провел необхо­димый эксперимент (на все это ушел почти год). После этого он пришел и мужественно признал, что был неправ.

[37] Нужно, конечно, учитывать, что профессионалы тоже бывают раз­ные. Бывают и очень узкие профессионалы, точнее, специалисты, весьма образованные в локальной области, но творчески, из-за огра­ниченности кругозора, почти бесполезные. Именно про таких говорил К. Маркс, что они страдают «профессиональным кретинизмом».

[38]От греческого «крио» — очень холодный, морозный. Так называ­ется область температур ниже 120 К (—153 °С).

[39] Цитируется по книге Орд-Хьюма [2.5]. Опубликовано в «Канзас - Сити ревью» (т. 5, 1882, с. 86-89).

[40] Здесь изобретатель стал очередной жертвой неверного представле­ния о том, что тепловой насос «извлекает полезную энергию из окру­жающей среды и имеет КПД больше единицы» (см. §4.4).

[41] Здесь и в дальнейшем автор цитирует «положения классической термодинамики» либо не совсем точно, либо по источникам, в кото­рых они изложены не наилучшим образом. Поэтому в соответствующих местах мы будем вспоминать их сами: это не противоречит правилам ведения дискуссии.

[42] Адиабатные условия подразумевают полную тепловую изоляцию ра­бочего тела (в данном случае воздуха) от внешней среды. Теплота не может в этом случае ни подводиться через стенки цилиндра, ни отво­диться из него.

[43]0 двигателе Стирлинга и его истории можно прочесть в [1.29, 1.30].

[44] Особый акцент на истощение именно энергетических ресурсов, а не ресурсов вообще имеет свои причины. Дело в том, что истощение ресурсов материалов (металлов, пресной воды, сырья для химической промышленности ит. д.) всегда может быть так или иначе компенсиро­вано, если в распоряжении общества есть достаточные энергетические (точнее, эксергетические) ресурсы. Тогда можно разрабатывать бедные или глубоко лежащие руды, опреснять морскую воду, синтезировать нужные продукты и т. д. Но истощение эксергетических ресурсов не может быть скомпенсировано ничем.

[45]«Эниновцы» — в данном случае не сотрудники известного Энер­гетического института им. Г. М. Кржижановского (ЭНИН), а так назы­ваемого «Общественного института энергетической инверсии», члены которого работают с 1967 г. под руководством проф. B. K. Ощепкова над устройствами, которые должны опровергнуть второй закон термо­динамики (Г. Лихошерстных называет их членами «таинственного вдох­новенного братства»).

[46]Интересно отметить разнобой по отношению к основателю термо­динамики — С. Карно у разных опровергателей этой науки. Заев все же делает реверанс в его сторону. Но другой — А. А. Вичутинский — пи­шет о «несостоятельности» цикла Карно, утверждая: «Цикл Карно — это ошибочная модель».

[47] Кроме эксергии солнечного излучения (которая может быть исполь­зована как непосредственно, так и через энергию воды, ветра, биомассы и т. д.) к возобновляемым ресурсам относится эксергия морских при­ливов и геотермальная. Обе они не связаны с солнечным излучением.

Определяемого воздействием человеческой деятельности.

[48] Другое дело — разумное сокращение потребления сырья и энергии на основе рационализации их использования. Анализ показывает, что без какого-либо сокращения благ цивилизации можно снизить расход энергии в нашей стране на производственные и бытовые нужды мини­мум в 2-2,5 раза. Это, конечно, не снимет экологических проблем в целом — они остаются, но существенно облегчит их решение.

*Даже термоядерные электростанции будущего будут давать мощное тепловое загрязнение, хотя выделение СО2 у них исключено.

[50]Концентрации в прямом смысле этого слова, а не в том, который в него вкладывают изобретатели ррш-2 (с. 117).