Техника - молодёжи 2001-04, страница 16

СЕНСАЦИЯ

ПОЗДРАВЬТЕ «МОНОТЕРМИСТОВ»!

В начале 1960-х в отечественной научно-популярной печати разразился скандал: почти целый год длилось обсуждение статьи «Чудо в Бабьегородском переулке», опубликованной, кажется, в газете «Комсомольская правда». Суть публикации заключалась в том, что некие московские инженеры обнаружили, будто их установка производит больше тепла, чем потребляет электроэнергии.

Теперь подобным «чудом» никого не удивишь: зимой современные импортные кондиционеры работают именно в таком режиме, экономно «перекачивая» тепло с улицы в комнаты, а не наоборот. И при этом не нарушая никаких законов термодинамики.

Тем не менее, загадка остается: почему невозможно воспользоваться огромным количеством так называемой «рассеянной» энергии — например, хранящейся в водах Мирового океана? Это вроде бы категорически запрещает второе начало термодинамики, согласно которому невозможно получить полезную работу от одного источника тепла («нагревателя»), не имея при этом другого устройства, поглощающего тепловую энергию («холодильника»). А ведь первое начало термодинамики ничего подобного не запрещает. Вместе с тем, два закона природы, противоречащие друг другу, не могут быть оба истинными...

Естественно, приоритет следует отдать закону сохранения энергии, и поэтому вот уже на протяжении многих лет изобретатели (называющие себя теперь «монотермистами») пытаются создать устройство, способное производить полезную работу за счет «рассеянной» тепловой энергии. Одну из возможностей создания подобного устройства обсуждал еще в начале прошлого века К.Э. Циолковский (см. «ТМ», № 7 за 1999 г., с. 15).

Такое устройство удалось реализовать на общественных началах изобретателям Южного отделения Украинской академии оригинальных идей (г. Одесса). Они совершенно здраво рассудили, что второе начало термо

динамики справедливо лишь для не существующих в природе «идеальных газов», частицы которых никак не взаимодействуют друг с другом. Подобием идеального газа может служить лишь ненасыщенный, перегретый пар жидкости поскольку насыщенный пар содержит еще и капельки жидкости и поэтому представляет собой двухфазную систему, которую «идеальным газом» назвать никак нельзя.

Теперь если на дно вертикально стоящего сосуда поместить тонкий слой легко испаряющейся жидкости (например, углекислоты, находящейся под давлением), то на линии раздела жидкость—пар образуется насыщенный пар, а выше — ненасыщенный пар, давление и плотность которого под действием силы тяжести изменяются в соответствии с известной барометрической формулой.

Согласно точным данным, приведенным в справочниках, чтобы при температуре ЗОЗК (30°С) насыщенный пар превратился в ненасыщенный, он должен подняться против действия силы тяжести на высоту 32,66 м. При этом удельная работа изобарно-изотер-мического сжатия (или расширения) насыщенного пара составит 20 640 Нм/кг, в то время как работа изобарно-изотермическо-го расширения (или сжатия) ненасыщенного пара — 24 242 Нм/кг, то есть на 3602 Нм/кг БОЛЬШЕ!

Иначе говоря, на основе реального пара, а не «идеального газа» вполне возможно создать энергетическую установку, превращающую в работу тепло только от ОДНОГО источника, не нарушая при этом второе начало термодинамики.

Схема изготовленной нами экспериментальной установки, ДЕЙСТВИТЕЛЬНО РАБОТАЮЩЕЙ на этом принципе, изображена на рисунке. Внизу установки в емкость (1) помещен слой жидкой углекислоты, над которой находится ее насыщенный пар (2); поднимаясь вверх по трубе (3) против силы тяжести mg на высоту h через открытые нижние клапаны (4, верхние клапаны закрыты), связанные со спаренными поршнями (5), этот пар, попадая в емкость (6), становится ненасыщенным. С помощью блоков (7) уста

новку можно поворачивать на 180° (при этом верхняя емкость станет испарителем, а нижняя — конденсатором)

Цикл работы установки заключается в следующем. По мере перемещения углекислоты снизу вверх поршни начнут подниматься, и давление в верхней части устройства станет изотермически повышаться, что можно компенсировать с помощью грузов-разновесов (8). Когда вверху установки пар из ненасыщенного станет насыщенным, установку можно перевернуть на 180° и повторить цикл.

Простой расчет показывает, что за один цикл установка

высотой 32,66 м должна производить не менее 3602 Нм/кг энергии (имеется в виду масса рабочего тела, то есть жидкой углекислоты). Поскольку же наша экспериментальная установка была высотой 6,5 м, то она производила за один цикл всего около 360 Нм/кг работы. Но и этого вполне достаточно для того, чтобы опровергнуть бытующее представление о невозможности полезного использования «рассеянной» энергии.

Желающие принять участие в создании подобных энергетических установок большей мощности могут писать мне, ФРОЛОВУ Андрею Андреевичу (ученому секретарю Южного отделения Украинской академии оригинальных идей) по адресу: Украина, 65101, г. Одесса, ул, Королева, 2, кв 155, или звонить по телефону: (0482) 44-00-45. ■

ПЛАЗМА

Второе начало термодинамики давно вызывает сомнения. Причина в том, что оно применимо лишь для так называемых идеальных газов, состоящих из бесконечно малых частиц вещества, никак не взаимодействующих ни друг с другом, ни с какими-либо внешними силовыми полями. Однако частицы реального вещества ведут себя совершенно по-иному.

Например, металлический калий (или любой другой активный металл) можно испарить и затем превратить в плазму, состоящую из смеси движущихся независимо друг от друга ядер и

ПОЛЕ

электронов. А во внешнем магнитном поле Н эти частицы станут перемещаться по спиралям, радиус и шаг которых определятся массами этих частиц (такой эффект называется циклотронным резонансом). Поскольку же массы ионов калия и свободных электронов различаются во много раз, то скорость диффузии электронов вдоль магнитного поля (1) должна оказаться во много раз меньше диффузии ионов калия поперек магнитного поля (2), в результа

те чего электроды (3) должны приобрести отрицательные электрические заряды, а электроды (4) — положительные. То есть во внешнем магнитном поле плазма может служить источником электроэнергии.

Впрочем, если постоянный магнит не потребляет (кстати, непонятно: почему?) никакой энергии, то электроэнергия, производимая этим устройством, приведет к охлаждению плазмы, и ту придется подогревать, затрачивая энергию...

Но будет ли в этом случае энергетический баланс в точности соответствовать второму началу термодинамики? ■ Сергей ВОЛОХИН, Казахстан, пос. Шульбинск

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 4 2 0 0 1