В идеальном случае (знак равенства) машина может в принципе работать, но как холодильная, выдавая холодный воздух при затрате работы L (поскольку — L = Е 2). В реальном случае будет тоже холодильник, но холода при той же затрате работы он будет давать меньше (—L > Е 2). Ни о каком получении работы тут и думать не приходится.
КПД системы (если предположить, что машина могла бы работать как двигатель) будет равен отношению результата (L + E 2) к затратам эксергии. Поскольку затраты равны нулю,
Если бы машина работала, ее КПД был бы равен бесконечности. Такой КПД характерен для всех ppm — не только второго, но и первого рода, ведь все они делают эксергию (т. е. и работу) из ничего.
Эта машина, так же как и машина Джерсена, — классический пример попытки осуществить двигатель, работающий за счет энергии равновесной окружающей среды. Эта энергия действительно необозрима, но поскольку ее эксергия равна нулю, она абсолютно неработоспособна.
В заключение разбора «машины будущего» приведем отрывок из заметки о ней, помещенной в «Экономической газете» [3.17]. Автор заметки, возмущаясь косностью тех, кто прекратил работу по созданию этой машины, писал:
«Высокий КПД этой машины, достигающий 60-80%, обеспечивается использованием тепла атмосферного воздуха. Он засасывается в компрессор установки при атмосферной температуре, а выходит из турбины при более низкой температуре. Так в этой машине используется известный в физике принцип теплового насоса.
Машина системы проф. А.Н. Шелеста, использующая атмосферное тепло, может быть применена для тепловых электростанций, коэффициент полезного действия которых будет в два раза выше существующих».
Даже если поверить автору этой заметки, что машина будет работать, остается непонятным, почему КПД будет выше «в 2 раза» (80%)? Ведь на тепловой электростанции расходуется топливо; чтобы поднять КПД в 2 раза, нужно расходовать его на 1 кВт∙ч в 2 раза меньше. А в «машине будущего» топливо вообще не расходуется. Почему же так скромно: «в 2 раза»?
Уже после выхода в свет первого издания этой книги в журнале «Техника молодежи» (№3, 1991) появилась заметка, в которой приведены доводы канд. техн. наук Павла Шелеста (сына профессора А. Шелеста) в защиту «машины атмосферного тепла» изобретенной его отцом. П. Шелест уже не отстаивает вариант машины, описанный выше. Он приводит новую схему, несколько видоизмененную по сравнению с основной, показанной на рис. 5.5. В нее введен тепловой насос, компрессор которого приводится в движение двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Этот тепловой насос снабжает теплом второй, рабочий контур с насосом и турбиной, которая, как и в первом варианте, отдает полезную работу Lгенератору, вырабатывающему электроэнергию. Дополнительное достоинство этой схемы П. Шелест видит в том, что «не пропадает зря тепло, отводящееся от двигателя — оно подогревает воздух в первом контуре». Все это и ряд других особенностей дает возможность получить КПД всей установки 70%.
К сожалению, и система, устроенная по этому варианту, бесполезна. В отличие от основного варианта «машины атмосферного тепла» она работать будет, поскольку в ее состав входит дизель. Но «привешенный» к нему тепловой, насос (который имеет в лучшем случае КПД не выше 0,5-1-0,6, а не «примерно 1,3», как утверждает П. Шелест), только «съест» часть мощности, которую дает дизель. В результате вся система будет иметь КПД существенно меньший, чем дизель, работающий без паразитной системы «машины атмосферного тепла» [73].
Мы не будем рассматривать других попыток осуществить тепловой «монотермический двигатель» на основе термомеханических преобразований. Все они удивительно похожи, и разница проявляется только в деталях. Так же, как и при создании ppm-1, их изобретатели наивно полагают, что изменив какие-нибудь частности, все же удастся обойти закон науки.
В этом убеждении им помогают некоторые теоретики, которые подводят под ppm-2 серьезную «научную базу». По ходу изложения нам в предыдущих главах уже приходилось на них ссылаться. Однако все они, как мы видели, больше опирались на идеи философскокосмологического характера или на общие рассуждения.
Сейчас, имея в своем распоряжении информацию о реальных проектах ppm-2, можно сделать следующий шаг: рассмотреть научные теории, непосредственно обосновывающие возможность создания «монотермического» двигателя. Для этого создается новая «термодинамическая» база с неизбежной, естественно, ликвидацией второго закона.
Работы по созданию такой «научной базы» и дискуссии, выплескивающиеся и на страницы средств массовой информации, проходили как у нас в стране, так и за рубежом. В Польше, например, статью с описанием «монотермического» двигателя под названием «Тепловик» и его теоретическое обоснование опубликовал магистр-инженер Я. Мордасевич [3.20]. Правда, редакция журнала поступила очень разумно, поместив вслед за ней статью проф. С.Отщедушко и И. Сикоры [3.21], в которой была ясно показана вздорность идей Мордасевича (авторское свидетельство на свой «тепловик» Мордасевич все же получил).
Казалось бы, на этом история должна была закончиться — научная истина восторжествовала, а автор «тепловика» получил желанный документ. Однако прошло больше 20 лет и идея «тепловика» всплыла снова. В газете «Политика» появилась статья о Мордасевиче с интригующим названием «Безумец или гений?» [3.22].
Нам нет необходимости анализировать эту или другие иностранные работы, поскольку имеются в достаточном количестве аналогичные отечественные публикации на русском языке.
Остановимся в этой связи на работах проф. М.А. Мамонтова [3.16; 3.18]. Читателям приходится вникать в подобного рода теоретические построения — это почти всегда тяжелая работа. Тяжела она не из-за трудности постижения глубоких мыслей, а вследствие особой формы изложения.
Известен мудрый афоризм: «Кто ясно мыслит, тот ясно излагает». Не менее верно и обратное утверждение. Как правило, ошибочные теории излагаются очень путано, с применением массы ученых слов и новых терминов, новых понятий. Выбраться из получающегося в результате лабиринта не так просто. Это и естественно: при четком и последовательном изложении тех же положений их несостоятельность выявилась бы сама собой. Ложные антинаучные концепции могут жить только в условиях путаницы в мыслях и словах, это их «питательная среда».
Итак, познакомимся с теоретической базой ppm-2 — «обновленной» термодинамикой. Поступим так: сначала приведем соответствующие цитаты, расположив их по возможности в логической последовательности, а затем будем их распутывать и анализировать. Начнем с главы «Принципиальная возможность создания теплового двигателя с одним источником тепла» в [3.16].
Автор выбирает в качестве объекта, в котором происходят явления, «находящиеся в явном противоречии с некоторыми положениями классической термодинамики» [74], — пневматические инструменты, работающие на сжатом воздухе.
«Регулярно наблюдаемые явления конденсации паров воды в рабочей полости пневматических двигателей и отказы в работе этих двигателей вследствие замерзания выделившихся капель воды представляются бесспорным свидетельством реальности охлаждения рабочего тела пневматического двигателя до температуры значительно более низкой, чем температура атмосферного воздуха». И далее:
«Причины столь резкого расхождения приведенных положений классической термодинамики с бесспорными реальными фактами заключаются в классической концепции теплоты, положенной в основу классического анализа. Вопреки этому анализу подвод тепловой энергии в рабочую полость пневматического двигателя совершается посредством тепловой миграции при температуре подводимого рабочего вещества, близкой к температуре окружающей среды (атмосферы). В этих условиях с первых моментов этапа расширения рабочего объема создаются условия, при которых температура рабочего вещества становится ниже температуры окружающей среды. В результате чего:
73
Здесь изобретатель стал очередной жертвой неверного представления о том, что тепловой насос «извлекает полезную энергию из окружающей среды и имеет КПД больше единицы» (см. §4.4).
74
Здесь и в дальнейшем автор цитирует «положения классической термодинамики» либо не совсем точно, либо по источникам, в которых они изложены не наилучшим образом. Поэтому в соответствующих местах мы будем вспоминать их сами: это не противоречит правилам ведения дискуссии.