Использование теплонасоса для приема термоядерной энергии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Английский физик Эрнест Резерфорд был честным человеком и не делал секрета из того, что разложение азота на водород и кислород (в 1919 г.) он осуществил, руководствуясь одним из алхимических манускриптов [1 ]. По-видимому, тогда же, в мрачном средневековье, был создан "прадедушка" современных холодильников (рис.1), который после усовершенствования вполне мог бы быть легендарным "вечным двигателем".

Почему? Давайте посмотрим на классический тепловой насос (рис.2), который состоит из 4 частей: насос (Н), нагнетатель, компрессор; горячий контур (Г), горячая труба; детандер (Д), двигатель, работающий на сжатом газе (в коммерческом варианте теплового насоса функцию детандера выполняют газовый дроссель, диафрагма, вентиль, пористая перегородка, кран, фильтр и т.п.); холодный контур (X), холодная труба, холодильник.

Что происходит с воздухом, водяным паром и другими газами, легкокипящими жидкостями в различных частях теплового насоса? Начнем с нагнетателя (Н), который перекачивает газ из холодного контура (X) в контур горячий (Г). При этом уменьшается объем газа, а плотность и давление увеличиваются. Поскольку количество тепла, которое содержалось в газе, осталось неизменным, то температура газа увеличивается, ведь температура - плотность тепла, содержащегося в газе. Из нагнетателя (Н) газ движется в горячий контур (Г), через стенки которого отдает тепло в окружающую среду. На ощупь горячий контур действительно горячий. Температура газа, проходящего через горячий контур, постепенно уменьшается, что свидетельствует о потере газом части содержащегося в нем тепла. Из горячего контура газ попадает в детандер (Д), функцию которого могут выполнять паровая машина, газовая турбина и другие пневмодвигатели. В детандере газ расширяется, уменьшает свое давление и температуру. Частично или полностью газ может перейти в жидкое или даже твердое (снегообразное) состояние. Это явление используется при сжижении газов и в снегогенераторах.

Интересно, что первый газ (аммиак) был сжижен еще в 1799 г. [2]. Мы знаем Майкла Фарадея (1791 -1867) как талантливого электрохимика (биографию см. в Э 4/2000), но "своим" его считают все технологи того времени, поскольку Фарадею удалось перевести в жидкое состояние почти все газы, известные на то время. В 1908 г. ученым удалось перевести в жидкое состояние даже гелий, который обладает самой низкой температурой сжижения (-267,9°С). В детандере, особенно турбинном, происходит одно из самых удивительных физических явлений. Дело в том, что вязкость сопротивления движению жидкостей с увеличением температуры уменьшается, а газов, наоборот, увеличивается [4]. Поскольку газ в детандере переохлажден, а жидкость (конденсат газа) горячая (относительно), то детандер работает на идеально рабочем веществе, что сообщает ему наибольшую среди тепловых двигателей удельную мощность. Турбины с диаметром ротора около 10 см (и даже миллиметров) развивают десятки, сотни тысяч оборотов в минуту и вырабатывают тысячи киловатт электроэнергии!

Большой вклад в совершенствование турбодетандеров внес физик П.Л. Капица (ученик Резерфорда), за что и был удостоен Нобелевской премии. Поскольку ротор турбины движется со скоростью, близкой к скорости молекул самого газа, возникает эффект упорядочивания броуновского движения молекул вещества и возможность значительного отбора его внутренней энергии. Электрогенератор для турбодетандера можно применить самый простой: двухполюсный, асинхронный, высокочастотный и даже на сверхпроводниках.

Но главное не это. Точная калориметрия выделенного горячим контуром тепла (Q1) показала, что оно меньше, чем принятое холодным контуром (Q2), а работа, затраченная на привод нагнетателя (W1), оказалась меньшей, чем работа, произведенная детандером (W2). Вот вам и вечный двигатель. Ведь, опустив холодный контур в воду, обдувая его теплым воздухом или облучая солнечным светом, можно получить двигатель второго рода, принимающий энергию Солнца. Такие двигатели были созданы А. Мушо (Франция), Дж. Эриксоном (Швеция), А Эниасом (США).

В 1912 г. по предложению Ф. Шумана (Германия) и У. Бойса (Великобритания) вблизи Каира (Египет) была сооружена крупнейшая по тому времени энергетическая установка мощностью 45 кВт. Французский физик Ф. Жолио-Кюри считал вероятным широкое использование энергии Солнца уже в ближайшие десятилетия [5]. Для работы в тепловом насосе Е.О. Патон (биография в [6]) предложил использовать гелий. Этот газ никогда не замерзает и обладает самым низким критическим давлением 0,23-106 Па (2,3 атм.). В качестве источника тепла можно также использовать глубинное тепло Земли, имеющее преимущественно радиоактивное происхождение [7]. Тогда тепловой насос сможет стать приемником не только энергии термоядерного синтеза, происходящего на Солнце (водород - гелий), но и термоядерного распада внутри Земли (уран - свинец).

Правда также и то, что Солнце, воду и воздух пока нельзя положить в сейфы, закрыть на складах, спрятать от людей. Эти вещи трудно отобрать у людей, чтобы потом продавать, поэтому нам и не дают использовать бесплатную энергию. В свое время миллионер Генри Форд говорил: "Наше общество не понимает денежной экономики банков. А если бы понимало, немедленно сделало бы революцию" [8]. Жаль, что пока об этом знают только миллионеры...

Литература:

1. Мороз В. Забуте мистецтво трансмутації//Тижневик Галичини. - 24 червня 1999р.
2. Гончаренко С. У. Фізика. 10 клас. - Київ: Освіта, 1994. - С.47.
3. М. Фарадей//Электрик. - 2000. - №4. С.60.
4. Лободюк В.А. Справочник по элементарной физике. - Киев, 1972. - С. 127.
5. Большая Советская Энциклопедия. - Т.6. -С. 196.
6. Патон Е.О.//Электрик. - 2001. - №5. С.31.
7. Большая Советская Энциклопедия. - Т.30.
8. Штепа П. Мафія i Україна. - Львів: ВПК "Глобус", 2002.

Автор: Ю. Бородатый

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Самолет меняет вкус привычных продуктов 27.09.2026

Одна и та же еда может восприниматься совершенно по-разному на земле и на борту пассажирского самолета. На первый взгляд причина может показаться очевидной: качество продуктов или особенности приготовления. Однако специалисты утверждают, что значительную роль играют непосредственно условия полета. Шум двигателей, давление в герметичном салоне и даже звуковой фон способны изменять работу механизмов, отвечающих за восприятие вкуса и аромата пищи. Одним из наиболее интересных факторов оказался постоянный шум. Профессор Оксфордского университета Чарльз Спенс исследовал влияние громких звуков на вкусовые ощущения и обнаружил, что в шумной обстановке человек может слабее воспринимать сладость. Поэтому напиток или десерт, которые на земле кажутся достаточно насыщенными, во время полета способны восприниматься более пресными. При этом эффект не одинаков для всех вкусов. Особенно любопытно ведет себя умами - вкус, характерный, например, для помидоров, грибов и пармезана. В условиях полета ...>>

Новая нержавеющая сталь заменит титан в производстве водорода 27.09.2026

Производство водорода с помощью электролиза требует материалов, способных длительное время работать в агрессивной химической среде и при высоких электрических напряжениях. Даже нержавеющая сталь, которая обычно отличается высокой устойчивостью к коррозии, в таких условиях постепенно разрушается. Поэтому в наиболее ответственных элементах электролизеров приходится использовать гораздо более дорогие материалы, прежде всего титан. Исследователи из Университета Гонконга предложили новый сплав, который потенциально способен значительно сократить зависимость от титана. Материал получил название SS-H2, а его главное преимущество заключается в необычном механизме защиты поверхности. Обычная нержавеющая сталь сохраняет устойчивость благодаря тонкой пассивирующей пленке на основе оксида хрома. Этот слой изолирует металл от агрессивной среды и препятствует дальнейшему развитию коррозии. Однако при достаточно высоком электрическом напряжении защитная пленка может разрушаться, после чего традици ...>>

Кораллы, устойчивые к потеплению, хуже справляются с болезнями 26.09.2026

Коралловые рифы существуют в условиях постоянного взаимодействия множества факторов окружающей среды, поэтому способность переживать один вид стресса еще не гарантирует общей устойчивости организма. Особенно важной эта проблема становится на фоне потепления океана, которое уже приводит к массовому обесцвечиванию кораллов. Исследователи Бостонского университета обнаружили, что симбиоз с теплостойкими водорослями рода Durusdinium действительно помогает кораллам переносить кратковременное повышение температуры, но одновременно может повышать их уязвимость к бактериальным инфекциям. Жизнь кораллов во многом зависит от микроскопических водорослей, которые обитают внутри их тканей. Благодаря фотосинтезу эти симбионты обеспечивают организм-хозяин значительной частью питательных веществ. Однако при чрезмерном нагревании воды нормальное взаимодействие нарушается: водоросли могут покидать ткани коралла, из-за чего он теряет окраску и белеет. Массовое обесцвечивание сегодня считается одной из ...>>

Случайная новость из Архива Светящаяся рыбка 11.10.2003 Генная инженерия проникла в домашний аквариум. Биологи из Национального университета Тайваня ввели распространенной аквариумной рыбке данио ген от светящейся медузы, и рыбка стала светиться в темноте. Сначала целью генных инженеров было облегчить наблюдение за внутренними органами этих полупрозрачных рыбешек. Но фотографию светящейся зеленоватым призрачным светом рыбки, показанную на научной конференции, увидел представитель компании, занимающейся разведением и продажей аквариумных рыб. По заказу фирмы в геном данио добавили еще ген красного свечения, выделенный из морского коралла. Полученную породу назвали "Ночная жемчужина". Следующая идея рыбоводов - добавить тропическим аквариумным рыбкам ген холодоустойчивости от обычных речных рыб средних широт, чтобы можно было не заботиться о подогреве воды в аквариуме. Но экологи опасаются, что такие рыбки, ускользнув из аквариума, размножатся в естественных водоемах и, возможно, вытеснят местные виды или нанесут другой ущерб природе.

Другие интересные новости:

▪ SMS спасет угнанную машину

▪ Проекционные дисплеи в автомобилях могут быть небозопасны

▪ Новые сплавы для автомобилей

▪ Бумажные транзисторы

▪ Новые микросхемы для коррекции коэффициента мощности в выпрямителях

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрик в доме. Подборка статей

▪ статья Инвестиции. Конспект лекций

▪ Как представлена периодизация истории Средних веков? Подробный ответ

▪ статья Черемуха птичья. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Антенна ДМВ - за час работы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания для радиолюбителя, 0-30 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026