Паровой вечный
двигатель.
Позвольте мне
совершить очередное покушение на
классическую термодинамику. Уж
очень мне нравится нарушать законы
физики, да и в тюрьму за это пока не
сажают :-)
Напомню один
эффект, хорошо известный химикам и
домохозяйкам - перегретая жидкость.
Хозяйка наливает масло на
сковородку и хорошо прогревает - до
той степени, когда помещенная в нее
картошка начинает издавать
характерный треск. Какова
температура сковороды в этот
момент? Очевидно, что не 100 градусов
Цельсия, а гораздо выше, потому что
картошку не удастся сварить до
потемнения, сколько бы мы ее ни
варили в кипящей воде. "Треск"
означает, что капли воды буквально
взрываются в горячем масле. То же
самое может случиться с пробиркой у
химика, которую он
греет на спиртовке и забыл добавить
в нее "кипелок" - щепотку
толченой пемзы или песка. Жидкость
в пробирке может мгновенно
закипеть и выплеснуться наружу,
что, конечно же, нежелательно.
Термодинамика намекает нам, что
жидкость можно нагреть выше
температуры кипения - а именно ...
удивительно, но в справочнике по
физике не указана эта температура.
Сказано лишь буквально следующее:
"если в жидкости имеются центры
парообразования (пылинки, пузырьки
растворенных газов и пара), то
кипение начинается при меньших
температурах". Ну да Бог с ним,
справочником, видимо, физики не
любят тему перегретых
(переохлажденных) веществ, потому
что в этих состояниях приходится
оперировать понятием
отрицательной энтропии. Помнится,
журнал "Наука и жизнь"
указывал для воды при атмосферном
давлении что-то около 300 градусов
Цельсия - это температура взрыва
перегретой воды. В этом состоянии
воде действительно нужно
приписывать отрицательную
энтропию, так как эта вода
потенциально может совершить
работу без сообщения теплоты
холодильнику. Имеется большое
сходство перегретой воды с рабочим
телом лазера после накачки,
непосредственно перед излучением.
Итак, у нас есть
рабочее тело, готовое отдать нам
свою теплоту в виде механической
работы. Но для того, чтобы сделать
двигатель, обязательно нужно
замкнуть его в изолированном
объеме, и кроме того, тело должно
самостоятельно возвращаться к
первоначальному состоянию. К
сожалению, я недостаточно владею
аппаратом термодинамики, чтобы
детально просчитать рабочий цикл,
поэтому вынужден ограничиться
наглядным моделированием.
Источником
теплоты должна служить окружающая
среда, обладающая неограниченным
количеством внутренней энергии.
Значит, взрыв жидкости должен
происходить при комнатной
температуре. Этого можно достичь,
уменьшая давление в рабочем объеме,
либо подобрав жидкость с низкой
температурой кипения, например,
этилхлорид. Его Т кип = 12 градусов.
Стенки нижней
части цилиндра сделаем
полированными, исключив центры
парообразования. Предположим,
этилхлорид находится в цилиндре
при температуре 12 градусов, при
атмосферном давлении. Нагреем
цилиндр до 20 градусов. Жидкость не
закипит, но будет готова
взорваться, и для этого ей
потребуется небольшое внешнее
воздействие, например,
электрический разряд. После взрыва
исключим теплообмен с окружающей
средой и будем поддерживать
атмосферное давление с помощью
поршня. Через некоторое время пар
сконденсируется опять в жидкость,
так как температура остается ниже
температуры кипения, объем
вернется к первоначальному,
установится термодинамическое
равновесие при прежней температуре
12 градусов. Теперь нужно вновь
обеспечить теплообмен с окружающей
средой, жидкость станет перегретой,
подать "зажигание" и т.д. Таким
образом, в первой части рабочего
цикла перегретая жидкость может
совершать работу без теплообмена, а
во второй части может поглощать
тепло, так как ее температура ниже
окружающей. В целом имеем чистое
превращение теплоты окружающей
среды в работу.
Стоит отметить,
что подобные условия могут
возникать и не преднамеренно.
Например, В.Плыкин рассказывает
случай, когда отопительная система
обнаружила КПД 400 процентов.
Выяснилось, что вода в одном месте
вместо ламинарного течения
совершала винтовое движение, так
как сварщик вварил входную трубу не
совсем точно, а по касательной к
поверхности. Я не
слишком доверяю заявлениям насчет
КПД, но если это действительно
правда, то объяснить это можно
только свойствами перегретой воды -
при спиральном течении давление в
центре потока снижается, и при
температуре 100 градусов вода
становится перегретой,
следовательно, может совершать
дополнительную работу. Правда, не
совсем понятно, как измеряли КПД.
Сам В.Плыкин дает несколько
туманное объяснение этому случаю,
опираясь на воду, как носитель
энерго-информационного обмена. Но
лично мне такое объяснение мало что
объясняет.
Э.Иванов
Главная страница 