Жизнь и мечта - [95]

254

В подтверждение этого можно сослаться на конкретные системы гальванических элементов. В элементе Даниэля, например, основанном на реакции «цинк + сернокислая медь + медь + сернокислый цинк», общее количество освободившейся энергии составляет 55 189 калорий на моль[10]. Однако точными измерениями установлено, что в электрическую энергию в нем превращается не вся эта энергия, а только часть ее, а именно — 50435 калорий на грамм-эквивалент превращения.

Спрашивается, куда же девалась остальная часть выделившейся энергии в количестве 4754 кал? Она израсходована на повышение температуры гальванического элемента, т. е. в конечном счете выделилась в окружающее пространство. Опыт вполне подтверждает это. Элемент во время разряда действительно нагревается.

Но есть гальванические элементы и с эндотермической химической реакцией. Например, в гальваническом элементе, в котором химическая реакция идет по схеме «арсенид меди + свинец-)-арсенид свинца + медь», выделяется 16520 калорий на моль, а в электрическую энергию превращается 21 960 калорий на грамм-эквивалент превращения. Откуда берет этот гальванический элемент недостающую часть энергии в количестве 5440 кал? Оказывается, он забирает ее от окружающей среды. И действительно, если приток тепла извне затруднить, то этот элемент во время разряда будет охлаждаться.

Практический опыт наглядно это подтверждает.

Но если все это так и гальванические элементы с эндотермической реакцией действительно способны хотя бы частично забирать от окружающей среды тепло для выработки электрической энергии, то, может быть, можно найти такие системы их, в которых эта доля тепловой энергии, идущей на выработку электрической энергии, значительно больше? Элемент системы Бугарского это вполне подтверждает. В этом элементе химическая реакция идет по схеме «хлористая ртуть + едкий калий + окись ртути + хлористый калий + вода». Общее количество энергии, связанное с этой реакцией, составляет 3280 калорий на моль. Однако значение ее отрицательно, так как реакция полностью эндотермическая.

255

Теоретически было установлено, что приращение э. д. с. для такого элемента составляет +0,000807 вольта на градус. А опытным путем для того же элемента было найдено значение 0,000837 вольта на градус. Таким образом, теоретические и опытные данные почти совпадают.

Элемент Бугарского замечателен тем, что он поглощает из окружающей среды теплоту не только для производства электрической работы, но и для самой химической реакции в нем.

Единственная ли это химическая реакция, дающая возможность непосредственно преобразовывать теплоту окружающей среды в электрическую энергию?

По-видимому, нет.

Данная реакция не вызвала большого интереса у специалистов по гальваническим элементам, возможно, по двум причинам: во-первых, участвующие в этой реакции химические вещества вредны для здоровья; во-вторых, развиваемое таким элементом напряжение очень низко — всего лишь 0,1636 В, по сравнению с другими известными гальваническими элементами он не конкурентоспособен. Однако сейчас нас должна интересовать не эта сторона, а принципиальное значение данной химической реакции как средства преобразования тепловой энергии окружающего пространства в электрическую работу.

Можно полагать, что дальнейшие поиски в этом направлении смогут привести к открытию реакций, практически более удобных в обращении. Можно найти, вероятно, и такие реакции, которые пойдут с одним электролитом, при однородных электродах, но с различной их температурой. Предварительно проведенные опыты эту мысль также подтверждают.

Предстоит, конечно, еще длинный путь поисков практически пригодных способов прямого преобразования тепловой энергии в электрическую, но приведенные факты с явлением Гиббса — Гельмгольца в гальванических элементах и в аккумуляторах составляют веху на этом пути. Для некоторых аккумуляторов доля электрической энергии, полученной за счет поглощения тепла от окружающей среды при разряде, составляет около 6%.

Запасы же энергии в окружающей среде, как мы знаем, бесконечны. Энергия эта и безвредна и неистощима.

256

Вся природа, окружающая нас на Земле, находится, как известно, при температуре около 300° К. Понятие «холод» условно, природа его не знает. Все температуры могут отсчитываться только от абсолютного нуля.

Следовательно, с полным основанием можно сказать, что мы живем в тепловом энергетическом океане.

Только в одной земной атмосфере на каждый градус ее температуры в слое воздуха толщиной всего лишь в 1 км содержится приблизительно миллиард миллиардов кВт-ч энергии. Это ли не энергетический океан? А недра Земли, а водные пространства? В них заключено энергии еще больше. Вся энергия, которую мы ежедневно расходуем, сжигая уголь, нефть, торф или перерабатывая гидроэнергоресурсы, в конечном счете также идет на пополнение этого безбрежного энергетического океана.

Энергию, как известно, невозможно создать, но ее нельзя и уничтожить. Сжигая уголь, мы не уничтожаем бесследно заложенную в нем энергию, а только рассеиваем ее в окружающем пространстве. Найти способ нового сосредоточения рассеянной энергии — благороднейшая и величайшая задача нашего времени..