Залейте в яйцо через трубочку небольшую порцию воды. Подвесьте модель над школьной газовой горелкой или свечой. Вода закипит, и яйцо начнет вращаться. Если вы побываете на современной электростанции, то ничего внешне похожего на эолипил там не найдете. И все же почти на каждой электростанции есть реактивная турбина, действующая на принципе, открытом Героном.
Г.ТУРКИНА, А.ИЛЬИН
Рисунки А. ИЛЬИНА
ПОЛИГОН
Запрягите… уточек
Вечных двигателей, которые изобретатели безуспешно ищут многие века, увы, не существует. Но есть так называемые даровые, которые, работая долгие годы до полного износа, не требуют ни угля, ни бензина, ничего того, что принято называть топливом.
Вспомним игрушку «китайская уточка» (рис. 1).
Рис. 1
Если поставить ее возле чашки с водой и макнуть клювиком, уточка выпрямится, словно чего-то подождет, подумает, а потом сама опустит клюв в воду — и так без конца, только пополняй чашку.
Один изобретатель предложил сделать уточку покрупнее и насадить на ее ось электрогенератор. Если расставить миллионы таких уточек по берегам озер, морей и океанов, то, утверждал он, не сжигая ни грамма топлива, мы решим все энергетические проблемы…
Чтобы ответить на вопросы, разберемся, как устроена и работает китайская уточка.
Игрушка представляет собой герметично запаянную стеклянную трубку, похожую на птичку. Внутрь ее налито немного эфира, а носик обмотан нитками или ватой. Когда птичка стоит возле чашки с водой, температура самой птички, воды в чашке и воздуха в комнате одинакова. Внутри птички находятся пары эфира, но почти весь он собран в хвосте, пока вы не смочили клювик водой. Вода на его поверхности начнет испаряться, и температура носика понизится. Внутри его начнут конденсироваться, собираться в капельки пары эфира. Когда их наберется достаточно, голова станет тяжелее хвоста, и носик птички опустится в воду. Но вода теплее, чем носик. Находящиеся в нем капли эфира испарятся, и эфир снова двинется в хвост. Голова птички станет легче, и вес хвоста заставит ее подняться из воды. Все это будет повторяться, пока не кончится вода в чашке.
Таким образом, находящийся внутри птички эфир служит лишь для преобразования тепловой энергии, получаемой от воды, в механическую. Чем больше воды испарится с носика птички, тем большую работу она совершит.
Чтобы получить от птички максимально высокую мощность, она должна стоять возле чашки воды в комнате с сухим теплым воздухом. Или, следуя советам все того же изобретателя, — на берегу моря тогда, когда на него дует воздух из жаркой пустыни.
Приблизительные подсчеты показывают, что при испарении с носика китайской уточки 1 кг воды за один час она могла бы развить мощность всего в 0,1 Вт. Очевидно, устройства подобного рода ввиду их очень малой мощности энергетических проблем человечества все же не решат. Однако и они могут найти практическое применение.
Вот, например, основанный на принципе испарения воды двигатель для игрушечного кораблика (рис. 2).
Преобразование тепловой энергии воды в механическую происходит при помощи резиновых жгутов. Резина — один из немногих материалов, который от нагревания не расширяется, а сжимается. Этот эффект и использован в двигателе. Он состоит из обода с лопатками и туго натянутыми резиновыми спицами. Одна половина колеса находится в воде, другая — снаружи. Спицы колеса закреплены на шайбах неподвижного коленчатого вала. Сами шайбы могут вращаться.
Кроме того, в колесе есть еще две спицы, связанные с шейками кривошипа, выполненные в виде планок с отверстиями.
Вот как двигатель работает. Представим себе, что кораблик находится в воде пруда. Сначала колесо необходимо один раз повернуть. Тогда часть мокрых резиновых спиц окажется снаружи. Они начнут подсыхать, и это приведет к их охлаждению. При охлаждении резина удлиняется. От этого удлинения сместится центр тяжести колеса, и оно начнет поворачиваться. Лопатки на ободе колеса начнут загребать воду и двигать модель. Хотя натуральную резину можно растянуть раз в шесть, наилучшие результаты получаются со спицами, вытянутыми при установке в три раза.
Модель с таким двигателем движется медленно, зато неограниченно долго, ведь она черпает энергию из окружающей среды. При наличии соответствующей системы управления она, быть может, смогла бы пересечь даже океан.