Вічний двигун та перспективи його розробки
Природна теплова енергія міцно відгороджена від практики непорушним Законом збереження енергії та горезвісними Першим та Другим початками термодинаміки. Не зачіпатиму, Ломоносівське тлумачення, Закону збереження енергії та матерії: до речі, перше у світі: Воно говорить: «Всі зміни, в натурі трапляються, такого суть стану, що якщо щось до чогось долучитися, то стільки а десь зменшитися». Простіше кажучи, що покладеш, то й візьмеш. І ніякого збільшення! Це святе. А ось істинність Початків викликає сумніви. Чому наважився обізвати їх горезвісними?«Другий початок термодинаміки»Рудольф Клаузіус, будучи послідовником Саді Карно, сформулював у 1850 році, коли сучасна фізика була в зародковому стані, і багато відкриття ще попереду.
Однак другий Початок одразу став класикою. Клаузіус виходить з того, що енергія перетворюється з одного виду на інший, з втратами, і, зрештою, залишок тепла, безповоротно розсіюється в навколишньому просторі.«Ще страшніше, ще дивніше»: за його твердженням тепло не можна перетворити на механічну роботу з коефіцієнтом близьким до одиниці, і отже «Неможливий процес, єдиним результатом якого стала б передача тепла від холоднішого тіла до більш гарячому».Більше того, Клаузіус взагалі наклав «вето» на вічний двигун. Чи не подвиг його на це блюзнірствоАристотель? За кілька сотень років до нашої ери він прийшов до висновку, що «безперервний рух можна допустити тільки у небесних світил, а в підмісячному світі він немислимий».
Постулати другого Початку підтримав великий учений Вільям Томсон (лорд Кельвін). На його думку, «Неможливовиробництво роботи за рахунок охолодження та витрати всієївнутрішньої енергіїсистеми. Зауважимо, що у всіх випадках мається на увазі закрита ізольована система без теплообміну з довкіллям. Але ми існуємо в системі відкритої, де запаси енергії невичерпні. І чому обов'язково треба використати всю енергію? На перший випадок, вистачить навіть малої її частки. Складніше не зважати на заперечення можливості мимовільного переходу теплоти від тіл холодніших до тіл нагрітішим. Адже саме звідси автоматично виникає заборона на створення теплового вічного двигуна. Коли було створено статистична термодинаміка, засновану на молекулярних уявленнях, у друге Початок внесли поправку. Виявляється «Перехід тепла від холодного тіла до гарячішого в принципі можливий, але це нищівно малоймовірна подія.
У вигляді розминки я запропонував молодим людям створити зволожувач повітря. Ця тема їх зацікавила. Звичайно, ми побували в декількох магазинах побутової техніки, подивилися зволожувачі різних типів. Всі вони були з електроприводом. Винаходити на цій основі нецікаво. А що, якщо використати ідеюІоганна Сігнера, запропонував я. Він створив першу у світі гідравлічну турбіну - Сегнерове колесо. Воно розташоване в горизонтальній площині, а замість спиць - трубки з вигнутими кінцями. Рідина, що випливає з них, має реактивну силу і приводить колесо в обертання. Але в нашому випадку це був би не зволожувач, а затоплювач приміщення.
Ми вирішили створити зволожувач повітря випарного типу. Такого у магазинах ми не знайшли. Влаштували щось на кшталт змагання ідей. Найпростішою і основною була пропозиція зберегти колесо, але повернути його на 90градусів і посадити на горизонтальну вісь. Колесо виконати з окремих сектрів, як у давньоіндійськомувічному двигуні. Таким чином, поверхня випаровування виявилася у вертикальній площині. Іншими деталями зволожувач обростав, як снігова баба»: трубки замінили ізольованими один від одного секторами. Обтягнули їх бавовняною тканиною, і замість вигнутих колін приладнали до секторів відростки. Ще раз усі обговорили, зробили креслення та виготовили модель.
Отже, віддавати тепло охолодженому ротору немає права. Явна суперечність. Як його дозволити? Автору цих рядків — кореспондентові журналу «Винахідник і раціоналізатор» пощастило спілкуватися зПавлом Кіндрійовичем Ощепковим, видатним ученим, і чудовою людиною.
Дозволю собі коротко розповісти про одну із зустрічей з Павлом Кіндратовичем, яка залишила помітний слід у моєму серці та в пам'яті. Десь наприкінці 80-х років минулого століття я якось наважився привезти до нього і показати у дії свій «вічний» (тепловий) двигун. Павло Кіндратович не вважав його зразком типової енергетичної інверсії, бо перехід теплової енергії в ньому відбувається за відносної рівності теплового стану навколишнього повітря та ротора двигуна. Однак, зазначив: «Сам приклад концентрації розсіяної енергії цікавий».
Потім, трохи подумавши, додав: «Можливо, я не правий. У даному випадку при мимовільному переході теплової енергії навколишнє повітря нехай на невелику величину, але охолоджується. Так, що в принципі можна вважати це переходом теплової енергії з нижчого рівня на вищий». Для мене це було більш ніж почесне заохочення. Павло Кіндратович Ощепков, заслужений винахідник РРФСРпрофесор, доктор технічних наук, заслужений діяч науки та техніки РРФСР, лауреат багатьох урядових нагород.
Все своє життя, за винятком багатьох років незаслужених в'язниць і таборів, він присвятив становленню та вивченню енергетичної інверсії (концентрація та практичне використання розсіяної енергії природи). головне, вигадав, розробив і практично здійснив радіолокацію (системи та пристрої для виявлення віддалених об'єктів, у тому числі літаків). Це один із найбільших винаходів сучасності, визнаний у всьому світі.
Гіпотетично можна уявити, що людство розділилося на три «ордени» – ті, які, хоч одного разу в житті здивувалися прояву потужних сил природи та замислилися про їхнє практичне використання. Ті, хто намагався вічний двигун побудувати, і, нарешті, ті, хто цьому присвятив усе свідоме життя або чималу його частину. На щастя, таких хворих меншість. Але в усі часи і народи поруч із творцями військового двигуна завжди були спостерігачі та наглядачі, які прямо чи опосередковано ганьбили і навіть переслідували за це заняття. Заперечники вічного двигуна активні та агресивні. Вони є і зараз — і в чиновницькому середовищі, і в науці. І, що особливо небезпечно, вони проникли в систему освіти, а також ганьблять і перешкоджають.
Причому це чудовисько, як висловився свого часу Василь Тредіаковський, «обло, бешкетно, величезно, стозевно і лайяй». Біда ще в тому, що класична термодинаміка об'єктивна і ґрунтується на непорушних законах природи. Її постулати викладені в університетських підручниках сповідуютьсяофіційною наукою. Це незаперечна істина, яку оскаржити неможливо. Однак можна і потрібно змінити її розуміння, трактування та внести деякі корективи. Особливо у частині вічного двигуна. Мова, звичайно, про ті, які засновані на використанні енергії природи. Однак цього обмеження дотримувалися далеко не всі будівельники вічного двигуна. Ось уже вісім століть це невиліковна хвороба і лякало всього людства.
Гіпотетично всіх мешканців планети можна розділити на три «ордени» Одні, хоч одного разу в житті здивувалися прояву потужної дармової природної енергії, походження якої не завжди очевидне. І подумали: "Бери - не хочу!". Незалежно від результату, завжди негативного, ця робота не була марною. не забуватимемо, що творці вічного двигуна, по суті були першими енергетиками, що на століття випередили офіційну науку, якщо не в знанні, то в пошуку нових джерел енергії.
Через цю школу витонченої думки, віртуозної майстерності та самозабутньої праці пройшли не лише люди малоосвічені та випадкові. Спроби створення вічного двигуна не минули Леонардо да Вінчі, Ісаака Ньютона, Івана Кулібіна, Костянтина Ціолковського та багатьох інших великих і не настільки помітних особистостей. Їх спадщина безцінно і може бути наочним прикладом створення конструкцій принцип впливу, яких можна застосувати і сьогодні в різних галузях техніки. Причому, звернемо увагу, багато «перпетомобілістів» увійшли до історії техніки, як творці оригінальних та корисних машин та механізмів.
Чи треба говорити, що це не випадково, а у зв'язку… Доречно послатися на цікаве визнання Леонардо да Вінчі: «Як шкода, що розумні люди витрачають стільки добрих сил на такі порожні спроби! Мені вдалосястворити свої машини лише тому, що я зрозумів безнадійність ідеї вічного руху. Як відомо, у рукописах великого енциклопедиста чимало незрозумілих недомовлених думок. Спробуємо вникнути у зміст останньої фрази. Чи немає у ній особливого підтексту? Чи не натякає так Вінчі, що саме це захоплення сприяло успіхам у його різноманітній технічній творчості? Справа в тому, що побудова вічного двигуна здійсненного або фантастичного «неможливого» неминуче пов'язана зі знанням техніки, умінням конструювати, здатністю подумки будувати моделі, і як би «залазити в їхнє нутро, щоб віртуально «обкатувати» в дії.
Це може бути властиво інтелектуальній людині спочатку або набуває початківця по ходу створення вічного двигуна. Я впевнений, що той, хто намагався створити вічний двигун, з більшою ймовірністю стане справжнім інженером, конструктором, винахідником, ніж той, хто цим ніколи не захоплювався. Навіть конструювання простих механізмів і, тим більше, комбінування їх у складніші — саме собою, неможливе без елементарних знань механіки та законів природи. Крім того, це заняття розвиває творчі здібності, вміння створювати в умі різні пристрої та переносити їх на папір або на інший носій інформації у зрозумілому для інших вигляді. Мораль цієї байки така: Давайте відкриємо дорогу вічному двигуну. Надамо молоді можливості для його створення, творцям. Будемо в цьому допомагати та заохочувати.
Можливо, навіть включимо до шкільної програми «з фізики» вільний урок змагань з цієї тематики. Ну, хоча б один раз на тиждень чи раз на місяць. Багатосторонній позитивний ефект від цього, безперечно, буде. «Це ви,батенька, вистачили через край», скаже інший чиновник від освіти. «Кому потрібен вічний двигун у нинішній кризовий та клопітний час». А, от і потрібний, і корисний! По-перше, економічно, бо може послужити реальним технічним засобом модернізації економіки та оволодіння енергією природи. І, що набагато важливіше – це дієвий привід та стимул для політехнічної освіти молоді та виховання інноваційного мислення та дії.