Текст книги "Вечный двигатель — прежде и теперь. От утопии — к науке, от науки — к утопии"

Автор книги: Виктор Бродянский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 17 (всего у книги 18 страниц)

Все дело в теплоте растворения,дающей добавочный эффект разогрева, который определяется двумя составляющими. Первая из них и основная – это теплота растворения пара в насыщенном растворе соли, приводящая к нагревуобразующегося раствора. Вторая – теплота растворения твердой соли в рассоле, имеющая противоположный знак и ведущая к охлаждениюраствора. Но поскольку первая величина намного больше, в итоге и получается значительный разогрев раствора. Как в любом процессе смешения, энтропия при этом возрастает.

«Эффект Крапивина», так же как и любая экзотермическая (т. е. проходящая с выделением теплоты) реакция, представляет собой явление, никоим образом не противоречащее второму закону термодинамики [90]90
  Интересно сопоставить его с «соляным двигателем», показанным на рис. 1.27, б.


[Закрыть]. Создать на его базе ppm-2 никак нельзя.

Существует еще много явлений, которые в очередной раз вселяют в сердца «энергоинверсионщиков» надежды на «обход» второго закона, но каждый раз научный анализ беспощадно их разбивает.

В заключение нельзя не упомянуть еще об одном направлении в разработке псевдо-ppm – создании специальных игрушек или моделей, имитирующих вечные двигатели. Их авторы прекрасно понимают, что ppm создать нельзя, но они пользуются всеми возможностями современной техники, вплоть до использования микропроцессоров, чтобы сделать такую модель ppm, в которой секрет ее привода был бы спрятан возможно лучше.

Устройство некоторых из таких игрушек подробно описывается в литературе. Примером может служить модель магнитного ppm-1 с шариком, скатывающимся по желобу и снова притягиваемым магнитом, описанного в гл.1 (см. рис. 1.18). Все там продумано и спрятано настолько искусно, что создается полная иллюзия работающего вечного двигателя [2.14]. Однако рекорд в создании действующей модели ppm поставил один англичанин, сделавший ее на основе велосипедного колеса (опять велосипедное колесо!).

Каждый год Британская ассоциация содействия развитию науки собирает свой съезд. В 1981 г. такой съезд, посвященный 150-летию этой организации, состоялся в городе Йорке. На нем по традиции была организована выставка. Несмотря на обилие разнообразных научных экспонатов, наибольшее внимание привлек действующий вечный двигатель, представленный редакцией журнала «New Scientist». Машина, сооруженная на базе велосипедного колеса без камеры и покрышки, заключена в герметически закрытый стеклянный ящик. Колесо крутится с постоянной скоростью – 14 об/мин безостановочно, без всякого шума. Фотография этого двигателя представлена на рис. 5.18.

^{Рис. 5.18. «Вечный двигатель» из велосипедного колеса}

Всем желающим было предложено отгадать секрет движения колеса. Была установлена и премия: годовая бесплатная подписка на журнал плюс фирменная рубашка с эмблемой.

За время конгресса (а он длился месяц) редакция получила 119 ответов; ни один из них не был правильным. Самое интересное, что 16 человек сочли двигатель настоящим ppm и соответственно объяснили его работу! Когда изобретатель модели говорил им, что его колесо вовсе не вечный двигатель, они отходили очень разочарованные. «Он специально обманывает нас, чтобы скрыть свой секрет» – сказал один из них.

Нашелся даже один отчаянный студент, который ухитрился украсть двигатель, покопался в нем и с позором вернул обратно, так и не поняв, в чем дело; двигатель продолжал работать.

Изобретатель этой машины, химик из Ньюкасла Дэвид Джоунс, на вопросы корреспондентов ответил: «Единственное, что отличает мою машину от других вечных двигателей, – это то, что в ней спрятан источник энергии. Я использовал всем известные принципы, но так, как до сих пор не приходило в голову ни одному разумному человеку; даже присниться не могло».

На этом интервью закончилось, и от дальнейших объяснений изобретатель категорически отказался. Так тайна и осталась нераскрытой.

На этом, самом загадочном из всех ppm и единственном, который работает, мы закончим рассмотрение вечных двигателей – «настоящих» и ложных.

В заключение осталось коротко коснуться еще одного, последнего вопроса – в какой связи находятся поиски ppm с настоящей энергетикой и смогут ли они дать что-либо полезное для нее, если не сейчас, то хотя бы в перспективе?

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 (ppm-1), либо из того, что есть, но работу произвести не может (ppm-2).

Эти попытки, естественно, к успеху не привели, хотя и способствовали определенным образом на первых этапах развитию науки об энергии. Более того, весь путь «псевдоэнергетики», 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 ppm-1 встала новая задача – избавиться от необходимости все возрастающего расхода дорогого топлива. 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 [91]91
  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 и т. 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.


[Закрыть]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. Лихошерстных [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 эниновцы [92]92
  «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. В.К. Ощепкова над устройствами, которые должны опровергнуть второй закон термодинамики (Г. Лихошерстных называет их членами «таинственного вдохновенного братства»).


[Закрыть], 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» [93]93
  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».


[Закрыть].

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 Л. Арцимович, П. Капица и И. Тамм [2.8.] уже четко и коротко определили все это как «концентрацию невежества».

На этом разговор о ppm 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∙10 ¹⁵Вт 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 ₁= Wʺ, ΔW = 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∙10 ¹²Вт), забирает всего около 0,2% мощности падающего на Землю излучения.

Второй фактор – антропогенный, связанный с деятельностью человека. Высвобождая и используя энергию невозобновляемых природных ресурсов – топлива, человечество несколько увеличивает выделениеэнергии на Земле. Это количество выделяемой энергии относительно невелико (около 7∙10 ¹²Вт) – почти в 50 раз меньше, чем поглощается при фотосинтезе. Очевидно, что оба фактора (особенно второй) не могут покасущественно сказаться на энергетическом балансе Земли.

Энтропийный балансЗемли 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 балансЗемли 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∙10 ¹⁵Вт = 158∙10 ¹⁵Вт, из которых 34% сразу отражается в космос. Таким образом, до поверхности Земли доходит эксергетический поток E' = 158∙10 ¹⁵∙ 0,66 = 104∙10 ¹⁵Вт. 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 E’представляет собой тот основной резерв [94]94
  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.


[Закрыть] возобновляемыхисточников 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 невозобновляемымисточникам 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 антропогенного [95]95
  Определяемого воздействием человеческой деятельности.


[Закрыть]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 тонндиоксида углерода. К этому надо добавить и другие энергетические источники СО ₂, 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 СО ₂(а также метана) в углеродный цикл планеты создает все возрастающий дисбаланс между выделением и поглощением этих газов (главным потребителем СО ₂служат растения, поглощающие посредством фотосинтеза углерод и возвращающие кислород в атмосферу). Дисбалансу способствует уничтожение лесов (в основном тропических, площадь которых катастрофически уменьшается). В результате содержание СО ₂в воздухе за последние 100 лет выросло с 0,030∙10 ^-2до 0,033∙10 ^-2(т.е. примерно на 10%) и продолжает увеличиваться. Это приводит к росту так называемого «парникового эффекта», так как СО ₂задерживает 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 СО ₂в 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 [96]96
  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.


[Закрыть].

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 Кондратьевичу, 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 ppm-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 [97]97
  Даже термоядерные электростанции будущего будут давать мощное тепловое загрязнение, хотя выделение CO ₂у них исключено.


[Закрыть]; накопление избыточной энергии ΔWна 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 ΔW. 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 [98]98
  Концентрации в прямом смысле этого слова, а не в том, который в него вкладывают изобретатели ppm-2 (с. 117).


[Закрыть]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 ppm-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.