Павел Ощепков - Жизнь и мечта
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%.
Коллега А. но разве ты не видишь, что это противоречит закону сохранения энергии!
Коллега Б. Нисколько. Именно в этом-то и заключена еще одна твоя ошибка. Получение дополнительной тепловой энергии не означает, что она получена «из ничего». Источник этой энергии в данном случае более чем ясен — это энергия окружающей среды, и закрывать глаза на него нельзя.
Коллега А. По-твоему, выходит, что если подобное устройство использовать в качестве отопительного прибора, то в некоторых случаях с его помощью можно получить тепла даже больше, чем вообще можно его получить при полном превращении электрической энергии в тепловую?
314
Коллега Б. Совершенно справедливо. И в этом нет ничего удивительного. Мы только что разбирали схему работы электрической цепи, состоящей из разнородных проводников, в которой, согласно эффекту Пельтье, тепло переносится от холодного спая к теплому спаю сверх того тепла, которое выделяется за счет потерь на омическом сопротивлении этой цепи.
Коллега А. Но это означает, что коэффициент полезного действия такой установки в месте выделения тепла будет выше 100%. Я уже говорил, что этого быть не может.
Коллега Б. Опять неверно. Никакого нарушения закона сохранения энергии здесь нет и не может быть. Я еще раз подчеркиваю, что, сколько тепловой энергии поглотится из окружающей среды на холодном спае, ровно столько выделится на горячем спае.
Коллега А. Но мне помнится, что по этому поводу было очень много разговоров...
Коллега Б. От подобных разговоров, вероятно, очень трудно избавиться. Всегда есть люди, которые жаждут похорон всего нового. Для них теперь найдено даже специальное определение — мезонисты, т. е. люди, боящиеся нового. Печально, но это реальная действительность.
Коллега А. А как к указанному факту отнеслись физики? Это, по-моему, прежде всего их забота.
Коллега Б. По-разному. Одни выступали резко против— это те, которые знали дело издалека. Другие самоотверженно боролись «за» — это те, которые знали существо вопроса. Но я не придаю чрезмерно большого значения узкому профилю в науке. В науке очень часто фундаментальные открытия делали как раз не те, которым следовало бы их сделать. Велосипедные мастера братья Уилбер и Орвилл Райт, как известно, положили начало авиации, а член Французской академии наук Лоланд упорно стоял на позиции, что летать на аппаратах тяжелее воздуха принципиально нельзя. Первые опыты по искусственным источникам тока провел Луиджи Гальвани, хотя он был не физиком, а физиологом. Да мало ли таких примеров, когда люди из другой области знаний своим творчеством обогащали ту или иную науку.
Коллега А. Но теперь науки резко обособились, теперь стало гораздо труднее разобраться даже в смежных областях знаний. Если говорить о полупроводниках, например, то, я думаю, мнение узких специалистов в этой области должно быть наиболее авторитетным.
315
Коллега Б. Я с этим согласен. Но имей в виду, что нет таких специалистов, которые были бы всегда непогрешимы при оценке новых вопросов.
Коллега А. Я тоже не придерживаюсь крайних суждений, но знать мнение специалистов узкой области необходимо.
Коллега Б. Если отбросить крайние суждения, то наиболее правильно мнение специалистов, зарекомендовавших себя в области полупроводниковой техники, сводилось к следующему: «Электронные полупроводниковые приборы позволяют перекачивать тепла больше, чем электроэнергия, затрачиваемая на эту перекачку.
