30 лет – ни да, ни нет

30 лет – ни да, ни нет

На подборку материалов о «чуде в Бабьегородском переулке», опубликованную в «ТМ» № 9 за 1988 год, продолжаются отклики. Не утихают, как видим, давние страсти. Снова идут в ход старые объяснения, соображения и возражения. Снова спорят не о той установке и не о том эксперименте, в котором получался новый необычный эффект. Снова проявляется поразительная глухота к тому, что говорят оппоненты. А заодно вскрылось и другое: далеко не все читатели ясно представляют себе, что такое тепловой насос; как устроен полупроводниковый термоэлектрический нагреватель и что именно произошло в Бабьегородском переулке в 1959 году. «Техника – молодёжи» 1990 № 9– с. 36-38.

Жанр: Физика
Серии: -
Всего страниц: 3
ISBN: -
Год издания: Не установлен
Формат: Полный

30 лет – ни да, ни нет читать онлайн бесплатно

Шрифт
Интервал

Герман Смирнов, инженер

30 лет – ни да, ни нет 

На подборку материалов о «чуде в Бабьегородском переулке», опубликованную в «ТМ» № 9 за 1988 год, продолжаются отклики. Не утихают, как видим, давние страсти. Снова идут в ход старые объяснения, соображения и возражения. Снова спорят не о той установке и не о том эксперименте, в котором получался новый необычный эффект. Снова проявляется поразительная глухота к тому, что говорят оппоненты. А заодно вскрылось и другое: далеко не все читатели ясно представляют себе, что такое тепловой насос; как устроен полупроводниковый термоэлектрический нагреватель и что именно произошло в Бабьегородском переулке в 1959 году.


В 1852 году английский ученый лорд Кельвин предложил отапливать помещения с помощью машины, названной им тепловым насосом. В принципе это тот же тепловой двигатель, но если в нем рабочее тело нагревается и сжимается за счет топлива, а при расширении, совершая полезную работу, охлаждается за счет атмосферы, то в тепловом насосе, напротив, оно нагревается от сжатия, отдает теплоту отапливаемому помещению, затем расширяется, охлаждаясь ниже температуры уличного воздуха, и нагревается за счет тепла атмосферы.

Решив сравнить отопление с помощью теплового насоса с печным отоплением, ученый получил удивительные результаты. Образно говоря, каждая единица механической работы, подведенная к идеальному тепловому насосу, прежде чем попасть в отапливаемое помещение, «прихватывает» 5–8 эквивалентных единиц теплоты из уличного воздуха.

Сжигая в печке какое-то количество топлива, можно подвести к воздуху комнаты, скажем, 1 ккал тепла. Если то же количество топлива сжечь в топке теплового двигателя, то в мехническую работу удастся превратить лишь часть этого тепла, ну, процентов 20, что эквивалентно 85 кгм. Подведем теперь эти 85 кгм к тепловому насосу, и он «накачает» в помещение минимум в 6 раз больше теплоты, то есть 510 кгм, или 1,2 ккал. Вместо 1 ккал – 1,2?!

Понять принцип действия теплового насоса поможет такая аналогия. Скажем, нам нужно поддерживать постоянным уровень воды в дырявом бассейне, находящемся на 10 м выше уровня моря. Воспользуемся водой из горного озера на высоте 100 м. Можно пустить ее прямо в бассейн. Но есть другой путь: заставить воду из озера вращать гидротурбину, соединенную с насосом, поднимащим воду из моря в бассейн. Ясно, что в первом случае 1 кг воды из озера даст 1 кг воды в бассейне. Во втором случае все будет иначе: 1 кг воды, падая с высоты 100 м, произведет с помощью гидротурбины 100 кгм работы. Подведенные к насосу, они поднимут из моря на высоту 10 м 10 кг воды!

Но если уровень бассейна и горного озера близки, а КПД турбины и насоса невелики, овчинка может не стоить выделки. Так, кстати, и получилось с затеей лорда Кельвина. Его отопительная машина оказалась малоэкономичной, громоздкой и ненадежной. Она не смогла конкурировать с дешевым угольным отоплением. Идея Кельвина была оставлена на сто лет. Возрождению ее в наше время способствовало совершенствование холодильных устройств.

В сущности, холодильник и тепловой насос – одна и та же машина, но только первая нагревает помещение, откачивая теплоту из холодильной камеры, а вторая – из окружающей среды: речной или морской воды, почвы или атмосферного воздуха.

Ценное достоинство теплового насоса в том, что он в отличие от печки обратимая машина: идеальный кондиционер, способный работать круглый год, зимой нагревая помещение, а летом охлаждая его. Долгое время широкое распространение таких устройств сдерживалось тем, что двигатели, насосы, компрессоры и другое оборудование стоили гораздо дороже обычных печей. Радикальное изменение в состояние дел было внесено быстрым развитием полупроводниковой техники...

В 1821 году немецкий физик Зеебек обнаружил, что если составить цепь из двух разнородных металлических проводников и нагревать один из спаев, то в ней потечет электрический ток. Возникающее при этом напряжение очень невелико: при перепаде температур в 100°С оно в лучшем случае составляет около сотой доли вольта.

Через 13 лет француз Пельтье показал, что эффект Зеебека обратим: пропуская через цепь постоянный ток, можно получить нагрев одного спая и охлаждение другого, правда, весьма незначительные. Возникает мысль: нельзя ли усилить эффект проводников за счет их утолщения, снизив электрическое сопротивление? Однако при этом увеличивается тепловой поток от горячего спая к холодному, что ведет к выравниванию температур спаев и ослаблению эффекта Пельтье. Стало ясно: для создания достаточно мощных термоэлектрических устройств нужны материалы, которые при высокой электропроводности плохо проводили бы тепло. И они нашлись среди полупроводников. Термоэлектродвижущая сила в некоторых из них в сотни раз меньше, чем у металлов. В середине нашего столетия благодаря таким полупроводникам появились сравнительно дешевые термоэлектрические кондиционеры без движущихся частей, в которых перевод из охлаждающего режима в отопительный достигался простой переменой направления тока. Насколько экономичными оказались новые устройства? Чтобы ответить на этот вопрос, следует подробнее остановиться на критериях оценки эффективности тепловых машин вообще.


Еще от автора Герман Владимирович Смирнов
«Дело военных» 1937 года. За что расстреляли Тухачевского

Маршал М.Н. Тухачевский, расстрелянный по обвинению в государственной измене в 1937 году, был реабилитирован Хрущевым в 1957 году как «ложно обвиненный» – что добавило путаницы в вопросе о чистке руководящего состава Красной Армии накануне войны. Материалы архивов, собранные Германом Смирновым, проясняют, на основании чего было заведено «дело военных», существовал ли в действительности заговор Тухачевского? Ценность данной книги состоит в том, что она не только предоставляет обширную информацию по «делу военных», но читатель сам может участвовать в историческом расследовании, чтобы составить собственное мнение о заговоре в армии 1937 года.


Очищение армии

На протяжении десятилетий события в стране 1937 года трактуются по-разному. Так, запретное в 40-е имя маршала Тухачевского, расстрелянного по обвинению в государственной измене, стало усиленно превозноситься в хрущевские времена. И, конечно же, не без упоминания всуе имени Сталина. Что еще в большей степени добавило путаницы, сомнений, неясности в вопросе чистки руководящего состава Красной Армии накануне войны. Однако ряд публикаций в последние годы, и прежде всего материалы Германа Смирнова и Арсена Мартиросяна, проясняют дело опального маршала в полной мере.Настоящее издание даст читателю возможность составить собственное мнение о месте и роли М. Тухачевского и его сподвижников в истории нашей армии и страны.


Менделеев

Книга рассказывает о жизни и деятельности Дмитрия Ивановича Менделеева. В представлении большинства людей он в первую очередь химик, создавший периодическую систему элементов. Но, оказывается, собственно химии посвящено менее одной десятой части менделеевских трудов. И с гораздо большим основанием Менделеева можно было бы считать физикохимиком, технологом, экономистом, геофизиком, метрологом.Менделеев называл себя «ратником русской науки». О нем можно говорить и как о «ратнике русской культуры», ибо самобытная фигура его всегда находилась в центре не только научной, но и общественной и культурной жизни России.


Рассказы об оружии

Книга о танках пушках, самолетах и другом оружии нашей страны периода Великой Отечественной войны, о наших офицерах и солдатах — героических защитниках Родины.


Тухачевский: легенды и реальность

"Каждая репутация должна быть подтверждена судьбой. А не только, допустим, количеством книг, журнальных и газетных публикаций, посвященных той или иной личности, что касается количества, то маршал Тухачевский на протяжении многих лет приковывает к себе внимание большее, чем иные прославленные полководцы Великой Отечественной войны, во всяком гипертрофированном, чрезмерном увлечении прессы современный читатель, оснащенный здравым скептицизмом, склонен усматривать не столько воздание должного, сколько возможность очередного «культа» или «культика».


Английская разведка вывезла Бормана из горящего Берлина

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Рекомендуем почитать
Библиотека Душ

Абатон… Таинственный исчезнувший город, где в библиотеке хранятся души великих странных… Старинная легенда напомнит о себе, когда в поисках похищенных детей Джейкоб, Эмма и верный Эддисон, спутав следы преследователям в современном Лондоне, отправятся в викторианскую Англию. В опасном путешествии в трущобы Дьявольского Акра – петли вне закона, где очень легко спрятать украденное, – их сопровождают мрачный перевозчик Харон, соблазненный перспективами карьерного роста, и прирученная Джейкобом пусто́та.


Мне не стыдно быть патриотом

Выдающийся российский режиссер и сценарист, Народный артист Российской Федерации Владимир Владимирович Бортко знаменит не только своими фильмами («Бандитский Петербург», «Собачье сердце», «Мастер и Маргарита», «Идиот», «Тарас Бульба»), но и активным участием в политической и общественной жизни нашей страны. Патриот и коммунист, депутат Государственной Думы РФ, он считает, что главная задача государства — обеспечить рост населения, обеспечить его существование как нации.В этой книге Владимир Бортко не только откровенно рассказывает читателю «как делают кино» в современной России, о своих взаимоотношениях с известными актерами, вспоминает основные этапы своей творческой биографии, но и делится мыслями о том, почему для нашей страны социализм — единственно верный и неизбежный путь в будущее.Отдельные главы книги посвящены политической борьбе и общественной деятельности знаменитого режиссера, который, будучи депутатом, не боится с думской трибуны говорить правду в лицо министрам и Президенту.Книга будет интересна как поклонникам творчества Бортко-режиссера, так и тем, кто интересуется состоянием современного российского кинематографа и российской культуры в целом.


Скорая помощь. Обычные ужасы и необычная жизнь доктора Данилова

Владимир Данилов семь лет работает врачом «Скорой помощи». Он циник и негодяй, он груб с пациентами и любит черный юмор. Отличный врач. Поверьте, если вы не знаете, что такое будни обычной подстанции, вы ничего не знаете об этой жизни. Ложные вызовы, сумасшедшие пациенты, неожиданные роды, автомобильные аварии, бытовуха, случайные трупы, бесчисленное количество спасенных жизней… Это действительно страшно и это действительно весело. Это жизнь. Роман написал реальный врач «Скорой помощи», вот только на той подстанции он больше не работает.


Мертвая вода

В книгу Игоря Панина вошли избранные стихотворения последних лет (2006–2010), а также скандально известная поэма «Австралия» (2006–2008).Практически все эти тексты были опубликованы в толстых журналах: «Континент», «Дети Ра», «Крещатик», «День и Ночь», «Нева» и др.Иллюстрации Кати Рубиной.


Мистер Томпкинс внутри самого себя

В книге, одним из авторов которой является известный американский физик Г. Гамов, в доступной и увлекательной форме рассказывается о достижениях на стыке физики и биологии. Данная книга рассчитана на учащихся старших классов и студентов начальных курсов университетов самых разных специальностей.


Квантовая модель атома. Нильс Бор. Квантовый загранпаспорт

Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.


Магнетизм высокого напряжения. Максвелл. Электромагнитный синтез

Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.


Охотники за нейтрино. Захватывающая погоня за призрачной элементарной частицей

Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.


Ньютон. Закон всемирного тяготения. Самая притягательная сила природы

Исаак Ньютон возглавил научную революцию, которая в XVII веке охватила западный мир. Ее высшей точкой стала публикация в 1687 году «Математических начал натуральной философии». В этом труде Ньютон показал нам мир, управляемый тремя законами, которые отвечают за движение, и повсеместно действующей силой притяжения. Чтобы составить полное представление об этом уникальном ученом, к перечисленным фундаментальным открытиям необходимо добавить изобретение дифференциального и интегрального исчислений, а также формулировку основных законов оптики.


Климатическая наука: наблюдения и модели

Ричард МурКлиматическая наука: наблюдения и модели.21.01.2010Источник: Richard K. Moore, Gglobal ResearchClimate Science: Observations versus ModelsПеревод: Арвид Хоглунд, специально для сайта "Война и Мир".Теория парниковых газов якобы ответственных за катастрофическое глобальное потепление не согласуется с фактами и является политической спекуляцией на реальной науке. Рассматривается фактическая картина современного климата по доступным данным.