Павел Ощепков - Жизнь и мечта
273
2. Вследствие того что горячие спаи интенсивно омываются продуваемым воздухом, их температура понижается. Понижение температуры горячих спаев уменьшает тепловой поток от горячих спаев в сторону холодных.
Это немедленно сказывается на температуре холодных спаев — она еще более понижается. Устанавливается новое равновесие, при котором распределение температуры вдоль проводящих элементов будет уже иметь характер не прежней синусоиды, а некоторой другой кривой. Это новое распределение температуры на рисунке изображено сплошной линией.
В этом случае в первой камере устанавливается более низкая температура по сравнению с температурой окружающего пространства. Все окружающее пространство по отношению к месту холодных спаев и по отношению ко всей камере, где они находятся, будет представлять собой как бы «горячее тело», и тогда, согласно классическим законам физики, тепло из окружающей среды, как от всякого нагретого материального тела, пойдет в сторону более холодного тела, т. е. в камеру холодных спаев.
В природе не существует такой тепловой изоляции, которая абсолютно не проводила бы тепла. Любая изоляция в конечном счете в какой-то мере теплопроводна, только коэффициент теплопроводности у хороших теплоизоляционных материалов мал. Но как бы мал он ни был, он реален, и поэтому рано или поздно установится тепловой поток из окружающей среды в камеру холодных спаев. Здесь на холодных спаях тепловая энергия будет поглощаться движущимися электронами и переноситься на горячие спаи, где она вновь выделится в виде тепловой энергии. Эта тепловая энергия явится уже дополнением к тепловой энергии, ранее полученной за счет подведенной электрической мощности. Она составит первую прибавку к 100%.
3. Так как указанная система связана с внешней средой еще и проводами, то необходимо учитывать и теплопроводность самих проводов. От точки М, например, тепловой поток пойдет в сторону холодных спаев, а от горячих спаев в сторону точки L. Но поскольку система в тепловом отношении стала асимметричной, доля теплового потока, подтекающего к системе, и доля теплового потока, оттекающего от нее, в этом случае будут не равны. Тепловой поток по проводам в сторону холодных спаев будет больше теплового потока по проводам из камеры горячих спаев. Это даст вторую прибавку к теплу, замеряемому на выходе системы, сверх 100%.
274
4. Фактором, влияющим на фактический тепловой баланс на выходе системы, при определенных соотношениях параметров может явиться также перенос тепловой энергии движущимся электроном. Электрон, являющийся носителем зарядов, в любом проводнике обладает некоторой собственной кинетической и потенциальной энергией. Это его состояние определяется не только химической природой материала проводника, но и его температурой. Во всей внешней, по отношению к аппарату, электрической сети энергия электрона находится при одном уровне, а внутри прибора в камере холодных спаев и во всем пространстве прибора он должен будет сменить ее на меньшее значение, так как средняя температура электрической цепи здесь ниже температуры окружающей среды. В этой камере он отдаст, таким образом, холодным спаям часть своей энергии. А так как система резко асимметрична, то на горячих спаях энергия электрона не успеет восстановиться. Электрон выйдет из аппарата с пониженным значением своей энергии. Он восстановит ее только во внешней цепи, придя вновь в равновесие с температурой проводов и окружающей их среды. Энергия, отданная электроном в камере холодных спаев, вновь выделится в камере горячих спаев и таким образом составит третью и наиболее существенную прибавку к тепловой энергии на выходе аппарата.
Если записать тепловой баланс работы указанного аппарата, то он может быть представлен так:
Qполн = Qдж + ΔQo.c + ΔQт.п + ΔQэ.r.
В этом выражении:
Qполн — полный тепловой поток на выходе аппарата;
Qдж — тепло, полученное за счет преобразования электрической энергии в тепловую на омическом сопротивлении цепи;
ΔQo.c — часть теплового потока, полученная за счет тепловой энергии окружающей среды, поступившей через изоляцию камеры холодных спаев;
ΔQт.п — часть теплового потока, полученная за счет асимметрии по подводящим проводам;
ΔQэ.r — часть теплового потока, полученная за счет переноса тепловой энергии окружающего пространства электронным газом.
275
Каждая из этих трех прибавок больше нуля, поэтому общий выходной поток даже при самой идеальной тепловой изоляции не может быть меньше 100% по отношению к подведенной мощности. Он может быть только больше 100%.
Выходит, что уже в настоящее время есть доказательства того, что подведенная к аппарату электрическая мощность может давать приращение за счет энергии окружающего пространства.
Самое главное в этом опыте состоит в том, что получено еще одно доказательство возможности образования потенциальных зон с пониженной по отношению к окружающему пространству температурой без потери энергии на этот процесс. В этом состоит главный результат, и к нему люди будут еще многократно обращаться, думая о возможности концентрации энергии в будущем.
То, что казалось неправдоподобным в этих опытах, оказалось вполне закономерным. И я уверен, что пройдет каких-нибудь 10—20 лет, и мысли об устройстве асимметричных потенциальных барьеров не будут казаться несбыточными. Мы уже привыкли к тому, что невозможное сегодня становится возможным завтра.
Вся живая природа представляет собой пример асимметричного течения процессов. Пока материя развивается, в ней идут процессы только в сторону накопления массы и энергии. Из многообразия явлений и «строительного» материала природа выбирает только те, которые соответствуют развитию ее от простого к сложному, и отбрасывает все то, что не соответствует этому направленному течению процессов.
НАГЛЯДНЫЙ ПРИМЕР КОНЦЕНТРАЦИИ РАССЕЯННОЙ ЭНЕРГИИ
Возвращаясь к идее переноса и организованного накопления тепловой энергии в одном месте за счет поглощения ее в другом месте окружающей нас среды, мы должны еще и еще раз обратить свои взоры на живую природу. Надо хорошенько понять и изучить сущность преобразований энергии в живой природе. Это обязательно приведет к таким открытиям в технике, о которых мы пока и не мечтали, о существовании которых мы еще и не подозреваем. Материя едина, и в живой природе, как наиболее высокоорганизованной форме ее существования, несомненно, должны проявляться и более сложные, более высокие законы развития.
276
Создание асимметричного потенциального барьера внутри металлов могло бы приблизить нас к осуществлению описанной схемы организованного перераспределения энергии окружающего пространства — к концентрации ее в одном месте и к поглощению в другом. Но пока это только мечта.
Я не собирался излагать здесь какие-либо конкретные технические пути решения данной проблемы. Да это, вероятно, и не под силу одиночкам. Это задача, требующая усилий многих и многих первооткрывателей, новаторов в науке и технике. Я ставил своей целью лишь показать, что такая проблема, с моей точки зрения, не представляется несбыточной мечтой, она вполне реальна. Но. как все действительно великое, ее решение не приходит в результате случайного открытия. Этому должен предшествовать большой труд и еще раз труд. И если мы сделаем свой труд организованным, целеустремленным, а не беспорядочным, то эта цель будет, несомненно, к нам приближена.
Чтобы показать реальность использования энергии окружающего пространства для нужд человека, сошлюсь на всем известные тепловые насосы.
В представлении многих тепловой насос — это обращенная тепловая машина, в которой осуществляется обратный тепловой цикл. В такие машины вводится, как известно, не тепловая энергия, а, наоборот, работа-энергия, и как результат такого обращенного теплового процесса получается выделение тепловой энергии за счет отнятия ее от холодильника. Коэффициент полезного действия для обычной тепловой машины, как уже было сказано выше, в идеальном случае равен соотношению:
Поскольку в данном случае процесс здесь обращенный, то и коэффициент полезного действия для такого процесса будет также обращенным:
277
Численное значение такого коэффициента теоретически много больше единицы, и это обстоятельство часто приводит к путаным толкованиям. Однако то, что он больше единицы, — совершенно бесспорный факт. В ряде стран есть уже установки, которые предназначены, например, для отапливания зданий за счет тепла, содержащегося в водах рек или каких-либо других водоемов. На приведенной (см. вкладку) фотографии представлена одна из таких установок, сооруженная в Англии для отопления Вестминстерского дворца водой Темзы.
