Павел Ощепков - Жизнь и мечта

Коллега Б. Доказать это можно очень просто. Я мог бы сослаться на эффект Гельмгольцевой теплоты в аккумуляторах и некоторых гальванических элементах, например в элементе Бугарского, но я сошлюсь прежде всего на опыты Ленца.

Коллега А. Ты имеешь в виду его опыт с замораживанием капли воды на спае двух разнородных проводников?

Коллега Б. Вот именно.

Коллега А. Не понимаю, какое отношение опыт Ленца имеет к обсуждаемой проблеме?

Коллега Б. Самое непосредственное. На этом опыте можно наглядно видеть, что количество электрической энергии, затрачиваемой на движение электронов в месте соединения разнородных проводников, значительно меньше того тепла, которое поглощается в этом месте из среды. Если бы тепло, образующееся на границе двух металлов (Джоулево тепло), было больше тепла, поглощаемого в месте спая, то, конечно, ни Ленцу, ни кому-либо другому не удалось бы заморозить каплю воды.

Вот и выходит, что в капле воды заморожена огромная сила. Надо только уметь в малом видеть большое.

Коллега А. Не понимаю, чему ты радуешься.

Какую разгадку ты нашел в этом? В основе опыта Ленца лежит эффект Пельтье, и ничего больше.

Коллега Б. Я ничуть не сомневался, что ты так скажешь. Но вдумайся только в то, что на стыке двух разнородных металлов капля воды замерзла.

311

В свете эффекта Пельтье тебе все это кажется элементарно простым. Я же отношусь к этому по-другому. Я тоже знаю эффект Пельтье и тем не менее удивляюсь опыту Ленца.

Коллега А. Воля твоя, можешь удивляться, чему хочешь.

Коллега Б. В том-то и беда, что вы, физические «ортодоксы», перестали, как я уже говорил, удивляться! Вы не хотите видеть дальше своего носа. А следовало бы.

Внимательно присматриваясь к прохождению электрического тока через проводники разной химической природы, можно многое увидеть. Ты должен согласиться, что в эффекте Пельтье тепло, поглощенное в холодном спае, переносится к теплому спаю не в форме тепловой энергии, а в форме электронов, энергетический уровень которых соответствует химической природе проводника, соединяющего эти слан. Если бы это было не так, то мы обнаружили бы вдоль проводника или повышение его температуры, или наличие дополнительных электрических зарядов на нем. Однако ни того, ни другого не обнаруживается! Следовательно, тепловая энергия на холодном спае проводников непосредственно и стопроцентно преобразуется в энергию движущихся электронов. Кроме того, перемещение этой энергии совершается со скоростью электрических процессов, а не со скоростью теплопередачи. Сколько было поглощено тепловой энергии на спае разнородных металлов, ровно столько же ее будет заключено в движущихся электронах. Отрицать это ты не можешь, так как на горячем спае тепла выделится вновь столько же, сколько было поглощено на холодном спае. Вот и выходит, что прямое, стопроцентное преобразование тепловой энергии в энергию других форм в природе возможно. Закрывать глаза на это нельзя. А если присмотреться повнимательнее, то мы найдем, вероятно, и другие примеры подобных преобразований.

Коллега А. Ты хочешь, видимо, снова напомнить мне тот случай, который произошел несколько лет назад при разработке какого-то аппарата микроклимата на полупроводниках?

Коллега Б. Нет, сейчас мы ведем с тобой принципиальный спор, и нам нет необходимости ссылаться на печальные недоразумения.

Коллега А. Ты считаешь, что там было печальное недоразумение, а не ошибка?

312

Коллега Б. Наоборот, я считаю, что было слишком много ошибок.

Коллега А. В чем же там, по-твоему, было дело?

Коллега Б. Лучший ответ на это дали тогда те, кто наиболее остро критиковал якобы обнаруженный эффект.

Я не стремился запоминать содержание подобных статей того времени, но одно место мне все же запомнилось.

Вот что писали: «Было обнаружено, что даже если прекратить протекание через аппарат воды, из которой он черпает тепловую энергию, то к. п. д. аппарата все же превышает 100%. Если бы это было так, то это было бы действительно «чудом» — нарушением закона сохранения энергии и доказательством возможности вечного двигателя».

Коллега А. Но, по-видимому, так там все и было?

По-моему, это очень объективная оценка.

Коллега Б. Для того чтобы давать объективную оценку чему-либо, надо сначала хорошо изучить то, что собираешься оценивать, а из приведенной мною выдержки видно, что авторы вообще не знали, о чем они говорят.

Если же предположить, что они видели и даже знали предмет своей критики, то станет совершенно непонятным, каким образом они умудрились в одном утверждении нагромоздить столько принципиальных ошибок.

Коллега А. По-твоему выходит, что ошибка содержалась в оценке, да к тому же еще и публичной? В чем же она состоит?

Коллега Б. Попробуем проанализировать приведенное выше утверждение вместе. Из него следует, что до выключения воды аппарат черпал тепловую энергию из нее, и это, как видно из текста, авторов оценки не смущало...

Коллега А. А почему это должно смущать?

Существуют же тепловые насосы различных типов, которые черпают тепловую энергию из воды, грунта и т. д.

Коллега Б. Приятно слышать от тебя такие слова.

Но они расходятся с тем, что ты несколько минут назад утверждал. Ты только что говорил, что все окружающие нас тела находятся в тепловом отношении в равновесии и их тепловая энергия является «мертвой», «бесплодной», «бесполезной» и т. д. А теперь выходит, что из «мертвой» «бесплодной» энергии можно извлекать какую-то пользу.

Где же в таком случае твоя научная совесть?

313

Коллега А. Но ведь было сказано, что вода выключена. В этом-то случае к. п. д. аппарата уж никак не может быть выше 100%.

Коллега Б. Вот в этом-то и состоит ошибка. В тепловом насосе, работающем по схеме Пельтье, к. п. д. принципиально не может быть ниже 100%, ибо это означало бы исчезновение подводимой электрической энергии.

Исчезновение же энергии так же противоестественно, как и ее создание из ничего. По закону Джоуля электрическая энергия на омическом сопротивлении, как тебе хорошо известно, целиком (т. е. стопроцентно) переходит в тепловую форму энергии. Эта тепловая энергия не может исчезнуть. Так как на холодном спае нет выделения энергии (он сам поглощает энергию), то, следовательно, эта тепловая энергия выделяется на горячем спае вместе с переносимой теплотой Пельтье. Таким образом, стопроцентный к. п. д. такого аппарата обеспечен автоматически.

А так как изолировать систему от окружающей среды, даже после того как отключили воду, нельзя (это даже богу, наверное,, не под силу сделать), то к холодному спаю всегда будет идти поток энергии от окружающей среды. Он будет меньше, чем от воды, но он будет идти. Этот дополнительный поток энергии, суммируясь с Джоулевым теплом, и обеспечивает общий коэффициент полезного действия, превышающий 100%. В такой системе к. п. д. не только не может быть меньше 100%, он не может быть даже равен 100%, он всегда может быть только выше 100%.