Удивительная энергетика.

Как создать максимально эффективный энергетический насос?

Несколько десятилетий назад в Москве, во 2-м Бабъегородском переулке, произошло «чудо». Оно
наделало много шума: о нем писали в газетах и журналах, обсуждали даже на
заседании Президиума Академии наук СССР. Начало было вполне прозаическое. Заводу
«Сантехника», расположенному в этом переулке, поручили производство полупро
водниковых кондиционеров для жилых помещений. В жаркую погоду он отводит тепло
из помещения и отдает его наружному воздуху; в холодную — подводит тепло в
помещение. Такой трансформатор тепла (тепловой насос) давно известен. Единственная
особенность кондиционера завода «Сантехника» заключалась в том, что вместо
механического устройства с компрессором и циркулирующим рабочим телом, как в
домашних холодильниках, в нем применили полупроводники. Использовался эффект
Пельтье, который возникает, если пропускать постоянный ток через два спаянных полу
проводника различного состава: в месте спал тепло выделяется, а на других концах
полупроводников оно поглощается или, наоборот, в зависимости от направления тока.
Если теплый конец такой пары омывать потоком воздуха, то он будет нагреваться; другой
конец, соответственно, можно использовать для охлаждения второго потока воздуха.
Полупроводниковый кондиционер, хотя и потребляет больше электроэнергии, чем
компрессионный, надежнее, так как не имеет движущихся частей. При испытаниях
кондиционер работал нормально. Чудеса начались, когда заводские инженеры под
считали его коэффициент полезного действия (кпд). Он оказался около 200%! Ко ли
чество тепла, отводимого в помещение от кондиционера, было намного больше коли
чества электроэнергии, затрачиваемой на питание установки. Откуда же взялась лишняя
энергия? Это стало понятно, когда учли тепло, забираемое холодными спаями от
наружного воздуха. Чудо было в другом. Ведь это тепло в отличие от электроэнергии
ничего не стоило — оно отбиралось у окружающей среды. Казалось, что удалось создать
установку, кпд которой больше 100%. Этот результат, полученный «грубо, зримо»,
вызвал у некоторых радужные надежды. Если энергию, рассеянную в окружающей
среде, концентрировать и использовать для обогрева жилища или других потребностей,
то можно обойтись не только без органического топлива (угля, нефти, газа), но и

атомного, а затем и термоядерного. Ведь запас энергии в окружающей среде
практически неисчерпаем. Почему же никакого переворота в энергетике так и не
произошло? Прежде чем ответить на этот вопрос, разберем простую задачку (на уровне
школьного курса физики), помещенную в одном из научно-популярных журналов. «Чтобы
принять ванну, нужно нагреть примерно 100 л воды до 25 — 30' С, на что расходуется
около 3000 ккал. На какую высоту можно было бы поднять человека, используя такое
количество тепла? Ответ: около 17 км». Проверим. Для этого переведем кнлокалории в
единицы работы — килограммометры. Получим 1281000 кгм (3000 X 427). Затратив
такую работу, человека массою, например, 75 кг можно поднять на высоту 17 км
(1281000:75). Итак, вроде бы все верно. Однако, как будет показано дальше, поднять
человека удалось бы в лучшем случае примерно на 0,5 км. Ошибка более чем в 30 раз! 88
В чем же дело? Опять «чудо»? Только в Бабьегородском переулке полезная энергия
высасывалась из воздуха, а здесь, напротив, она куда-то исчезает, рассасывается в
воздухе. Чудес, конечно, никаких нет. В обоих случаях расчеты формально сделаны пра
вильно. Ошибка в другом. Она вызвана тем, что манипулировали лишь количествами
энергии, не учитывая ее качество. Заметим, что игнорирование качественной стороны
энергии приводит зачастую и к более серьезным последствиям (о некоторых из них речь
пойдет дальше), вплоть до попыток создания вечного двигателя второго рода, который
извлекает тепло из окружающей среды и превращает его в работу.