Завоевание природы - [12]
опускаться (см. левый нижний рисунок), смесь поджигается электрической искрой. Она взрывает. Образовавшиеся при взрыве газы с силой толкают поршень вниз. Это третий, так называемый рабочий такт двигателя.
Когда поршень, дойдя донизу, начинает снова подниматься, то открывается клапан правой трубки (см. правый нижний рисунок) через которую и выталкиваются из цилиндра отработавшие газы. Эго — четвертый такт двигателя. После этого работа идет опять в том же порядке, как описано.
Как мы видим, из каждых четырех ходов, или тактов, двигателя только один является рабочим. Толчок, получаемый двигателем при сгорании горючего, настолько силен, что его хватает и на остальные три такта.
Так работает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
Есть, конечно, целый ряд двигателей внутреннего сгорания и другого устройства. Есть такие, в которых один рабочий ход приходится на каждые два такта (двухтактные двигатели). Есть такие, в которых работает не один цилиндр, а несколько. При этом рабочие ходы каждого приходятся на разное время, почему такой двигатель работает более равномерно. Есть такие, которые работают не на бензине, а на керосине, нефти, спирте или на газовом топливе (используя, например, газы доменных печей, в которых выплавляется железо из руд). Но у всех этих разнообразных двигателей есть одно общее свойство: они используют тепло сгорающего в них топлива лучше, чем паровая машина. В двигателях внутреннего сгорания в полезную работу переводится уже около третьей части затрачиваемого на них тепла, а иногда даже и несколько больше. Это делает их наиболее экономичными из современных тепловых машин.
Мы видим, следовательно, как по мере развития науки и техники все время лучше и лучше использовало человечество для своих нужд работу "черных слуг"— разных видов угля. Это будет еще нагляднее, если сравнить следующие цифры.
Для получения мощности в 1 лошадиную силу расходовали каменного угля:
в 1820 году -------------------------------12 килограмм
"1830----------------------------------------- 5"
"1860----------------------------------------- 2"
"1920------------------------------------------1"
"1925---------------------------------------- 1/2
Значит, за сто с небольшим лет мы научились извлекать из каменного угля в 24 раза больше работы, чем в 1820 году.
Сопоставим для полноты картины и улучшения использования тепла но мере усовершенствования машин, превращающих тепло в энергию движения, то-есть тепловых машин.
Паровая машина — превращала в полезную работу в прежнее время сотые доли затрачиваемого тепла, теперь около шестой части.
Паровая турбина — пятую часть.
Нефтяной двигатель — четвертую часть.
Газовый двигатель —третью часть.
Бензиновый двигатель — больше третьей части (примерно, две пятых).
Мы заставляем с помощью наших машин, черных слуг, работать на нас все лучше и лучше. Возможно, что в будущем мы сумеем извлечь из них и еще больше пользы. Однако, как мы уже видели, обойтись только их работой нам едва ли удастся, почему приходится обращаться к услугам слуг другого цвета.
Три четверти поверхности земного шара покрыты водой морей и океанов. Каждый день солнце нагревает эти безграничные водные пространства, благодаря чему с их поверхности постоянно испаряются большие количества воды. Эта вода в виде пара поднимается в голубую высь, гонится течениями ветра иногда далеко от родного моря, охлаждается, сгущается в мелкие капельки, образующие облака или тучи, и выпадает снова на поверхность земли в виде дождя, снега, росы, инея… Вода, попавшая на поверхность земли, отчасти снова испаряется и поднимается вверх, отчасти же, собираясь в бесчисленные струйки и ручейки, на земле и под землей, образует в конце концов мощные реки, изливающиеся обратно в морс.
Трудно грести на лодке против течения даже и в том случае, когда это течение не особенно быстро. Сила текущей воды постоянно сносит лодку, и для преодоления ее нужны большие усилия со стороны гребца. Горная речка с быстрым течением ворочает такие камни, которые не сдвинуть с места и самому сильному человеку. А мощный водопад, низвергающийся с большой высоты, сокрушает самые крепкие скалы и выдалбливает обширные ямы в прочном камне.
Эта огромная сила движущейся воды является результатом запасенной в ней энергии, полученной от нагревания солнцем. А всякая энергия, как мы знаем, способна производить работу. Чтобы судить, насколько велики запасы этой энергии, достаточно взять для примера наш Союз. Если бы превратить в полезную работу всю энергию, заключающуюся в наших более или менее значительных реках, то "белый уголь" дал бы нам не менее 40 — 50 миллионов лошадиных сил! Более всего в этом отношении у нас богаты Кавказ, Сибирь и Туркестан, где много удобных для использования быстрых рек и водопадов. Во всем мире запасов "белого угля", конечно, гораздо больше — примерно, в 4 или 5 раз.
В какой же мере они используются?
Было время, когда человечество вовсе не умело пользоваться работой белого слуги. На полной свободе он размывал берега рек, уносил с собой камни, песок и глину, ломал всякие преграды и успокаивался только, добравшись до моря. Но все-таки уже несколько тысяч лет тому назад люди стали пытаться использовать эту силу. Средством для этого служили водяные колеса, вроде тех, которые каждому, вероятно, приходилось видеть на небольших деревенских мельницах. Такие колеса употреблялись уже в старинные времена в Индии, в Китае, в теперешней Италии и других местах. Они представляли собой большие деревянные колеса с ковшами или лопастями, насаженные на валу. Вода надает на них сверху или бьет снизу (иногда и на середине высоты) и приводит их во вращение, которое через вал передается работающему механизму. Применялись такие колеса для подъема воды, перемалывания зерна в муку и тому подобных работ. Впоследствии, когда в Европе уже начала развиваться промышленность, получили более широкое применение и водяные колеса, так как большая нужда была в двигательной силе. Ими пользовались для откачки воды из шахт, для поднимания наверх добытой руды или угля, для воздуходувных машин на металлургических заводах, для дробления руды, для приведения в действие прядильных машин и т. д. Но скоро их здесь вытеснила паровая машина.
