И в авторской редакции. Удк 536. 7 +"7"+ (201) +53+57 +577. 4+211 Вейник А. И., «Термодинамика реальных процессов», Мн.: "Навука I тэхнiка", 1991. 576 с. Isbn 5-343-00837. Вмонографии приводятся ряд новых закон
| Вид материала | Закон |
- Впервые в авторской редакции, 9591.86kb.
- Конспект лекций Кемерово 2004 удк: 637. 992, 2553.59kb.
- Хавронюк Микола Іванович удк 343 (4: 447) Кримінальне закон, 3077.54kb.
- М. М. Ничипорчук национальный исследовательский ядерный университет «мифи» моделирование, 9.59kb.
- Удк [544. 77: 577. 112. 824]: 535, 64.03kb.
- Хавронюк Микола Іванович удк 343 (4: 447) кримінальне закон, 684.97kb.
- Учебное пособие и Учебный словарь-минимум по религиоведению. М.: Гардарики, 2000. 536, 8576.03kb.
- Учебное пособие и Учебный словарь-минимум по религиоведению. М.: Гардарики, 2000. 536, 8588.39kb.
- И. А. Бунин принадлежал к тем реалистам рубежа веков, которым была дорога сущность, 164.9kb.
- Формирование гендерного подхода к обучению и воспитанию учащихся в школе 343, 102kb.
«получение КПД устройств, равного единице».
1. Термофазовые ПД..
Приведу теперь некоторые результаты опытов с конкретными устройствами, изображенными на рис. 30, в и г. Чтобы предотвратить искажающее влияние окружающей среды, ПД помещаются в медную калориметрическую бомбу с толщиной стенок 20 мм, выложенную изнутри легковесным пенопластом; бомба располагается в термостате с заданной температурой. Первый же испытанный простейший вечный двигатель второго рода ПД-1 (см. рис. 30, в) дал положительные результаты. В нем в качестве мембраны использован стеклянный фильтр. Диаметр стеклянной трубки на паровом участке циркуляции равен 30 мм, на жидкостном -10 мм, габариты устройства 30х70х160 мм. При испытании воды (Н = 5 мм) медь-константановая термопара с диаметром электродов 0,3 мм при комнатной температуре дала электродвижущую силу, равную нескольким сотым долям микровольта (мкВ); для медь-константановой термопары 1 мкВ = 0,023 К. В ПД-21 (см. рис. 30, г) использованы две стеклянные мембраны диаметром 32 мм и толщиной 2,4 мм, сосуд и крышки изготовлены из тефлона (фторопласта), стакан 3 - из нержавеющей стали, напор Η = 231 мм, средняя длина парового участка h = 35 мм. Кривая 1 на рис. 30, д показывает зависимость ЭДС медь-константановой термопары от температуры термостата для воды, пары которой работают против силы тяжести. Штриховая кривая 3 учитывает штатив-эффект, найденный путем измерения температуры сухого ПД-21. Кривая тоже получена для воды в опытах с ПД-13, в котором стакан подвешен у самого дна устройства, при этом H = h = 166 мм, мембраны те же, сосуд изготовлен из оргстекла, его внутренняя поверхность покрыта парафином для избежания конденсации влаги на стенках. ЭДС увеличивается в несколько раз, если воду заменить спиртом, ацетоном или эфиром. Например, ПД-13 из стекла при Т = 28 К и Н = 231 мм дает ЭДС для воды 0,26, для спирта 1,03 и для эфира 2,56 мкВ. В статье [23] изображена схема и описаны результаты испытания еще одного фазового двигателя (ПД-3) с двумя горизонтально расположенными друг против друга мембранами с разной степенью смачиваемости.
Необходимо подчеркнуть, что успешная очень длительная работа испарительного ПД возможна только в том случае, если созданы условия для предотвращения конденсации пара на внутренней поверхности устройства вне плоского мениска жидкости. Сконденсировавшиеся на стенках капельки жидкости малого радиуса вступают в конкуренцию с менисками капилляров, ибо над капельками тоже повышается давление насыщенного пара, в результате интересующая нас циркуляция постепенно затухает, пересиливается капельками. Однако этот вопрос особого значения не имеет, так как не может отразиться на принципиальной стороне обсуждаемой проблемы.
Как видим, опыты с реальными испарительными вечными двигателями второго рода в точности подтверждают все высказанные выше теоретические прогнозы ОТ: об ошибочности теории фазовых превращений Томсона-Кельвина, о нарушениях второго закона термодинамики Клаузиуса и т.д. [ТРП, стр.470-471].
2. Термоэлектрические ПД.
Перейдем теперь к описанию экспериментов с различными реальными термоэлектрическими вечными двигателями второго рода. Термоэлектрический циркуляционный вечный двигатель второго рода ПД-14 выглядит значительно проще испарительного, ибо для его осуществления достаточно лишь соединить в цепь три или более разнородных проводника и измерить возникающую ЭДС. Однако исключительной простоте двигателя сопутствуют известные трудности, связанные с достаточно точными измерениями этой ЭДС. Суть проблемы заключается в том, что в настоящее время эфир перенасыщен электромагнитными излучениями, при этом провода, соединяющие ПД с измерительным прибором, например потенциометром типа Р-348 с ценой деления 10-8 В или зеркальным гальванометром соответствующей чувствительности, играют роль антенны, а поверхность контакта проводников - роль детектора. В итоге цепь превращается в импровизированный детекторный радиоприемник, в ней наводится паразитный ток, фиксируемый прибором. Будем называть этот паразитный штатив-эффект детекторным, он может существенно исказить результаты экспериментов.
Со всеми помехами можно успешно бороться лишь путем полной и совершенной изоляции ПД и всей измерительной аппаратуры от окружающей среды, в частности с помощью заземленной герметичной металлической камеры или даже целой комнаты. Но и комната не гарантирует полной изоляции, например, от таких полей, как хрональное; в последнем случае можно применить полиэтиленовую защиту. В наших опытах все соединительные провода, клеммы и приборы экранированы и заземлены, двигатель помещен в заземленную калориметрическую бомбу с толщиной стенок 20 мм, внутренним диаметром 70-90 мм и высотой 70-210 мм, бомба изготовлена из меди или стали, во втором случае исключается влияние магнитного поля, испытаны также экранирующие герметичные алюминиевые боксы и т.д. Этого, конечно, недостаточно для идеальной изоляции устройства, но полученные результаты позволяют сделать все необходимые качественные и количественные выводы. Это становится возможным благодаря применению целого комплекса различных ПД, при этом удается даже получить представление о величине посторонних наводок.
Проведены тысячи опытов, в них изучены самые различные материалы во всевозможных условиях, состояниях и сочетаниях - металлы, полупроводники и диэлектрики. Металлы использованы в виде кристаллов, пластин, фольги разной толщины, проволоки, напыленных в вакууме слоев и порошка, спеченного и свободно насыпанного; полупроводники - в виде кристаллов, пластин, выращенных слоев, порошка и тех многочисленных модификаций, которые предусмотрены технологией электронной промышленности; диэлектрики - в виде конденсаторов. Условия всех опытов изотермические, температура комнатная или повышенная с помощью термостата, давление атмосферное или пониженное до значений (2-5)·10-5 мм рт. ст. Во всех случаях обнаружен предсказанный ОТ эффект возникновения нескомпенсированной ЭДС, которая вызывает незатухающую круговую циркуляцию электрического заряда и тем самым нарушает закон Вольта и второй закон термодинамики Клаузиуса. Результаты многих опытов кратко описаны в работе [10], но, к сожалению, в этих опытах не всегда удавалось должным образом избавиться от детекторного эффекта.
Здесь я ограничусь обсуждением лишь экспериментов с тщательно изолированными двигателями ПД-14, специально спланированными для подтверждения основных теоретических выводов гл. XXIII. Испытанные двигатели состоят из трех и более металлов, образцам которых придана форма пластин толщиной около 3 мм, контакт между ними осуществляется с помощью особых зажимов, площадь контакта составляет 1-3 см2. Для возможности сравнения различных материалов в качестве двух неизменных проводников цепи использованы медь и алюминий, служащие эталонами. Пластины соединены между собой последовательно в соответствии со схемой
– Cu – X – Al – Cu –
где X - испытуемая или испытуемые пластины.
Из схемы видно, что медный проводник разорван, в разрыв включен измерительный прибор, который как бы играет роль звена 2, заключенного между звеньями 1 (рис. 38, в). Правая медная пластина, контактирующая с алюминием, присоединена к положительной клемме прибора, левая, контактирующая с испытуемым материалом, - к отрицательной. Температура испытаний комнатная, условия изотермические, давление понижено до значений (2-5)·10-5 мм рт. ст. Если используется атмосферное давление, то соответствующая ЭДС отмечается индексом «а» внизу. Помимо эталонных меди и алюминия в опытах фигурируют также теллур, висмут и никель.
В табл. 1-3 приведены значения нескомпенсированной ЭДС для цепи, составленной из двух и трех металлов, причем данные табл. 2 относятся к атмосферным условиям.
Таблица 1.
| № | Схема соединения пластин | ЭДС 2 , мкВ |
| 1 | Cu – Al – Cu | 0 |
| 2 | Cu – Ni – Cu | 0 |
| 3 | Cu – Bi – Cu | 0 |
| 4 | Cu – Te – Cu | - 0,70 |
Из табл. 1 видно, что два металла дают либо нулевую, либо сравнительно небольшую ЭДС. Наличие этой ЭДС при двух металлах противоречит теории и объясняется действием паразитного детекторного эффекта. Сопоставление данных табл. 1 и 3 говорит о том, что указанный штатив-эффект сравнительно невелик. Вместе с тем надо полагать, он в большей или меньшей степени присутствует во всех экспериментах.
Таблица 2.
| № | Схема соединения пластин | ЭДС 3а, мкВ |
| 1 | Cu – Ni – Al – Cu | 0 |
| 2 | Cu – Bi – Al – Cu | 0 |
| 3 | Cu – Te – Al – Cu | - 0,60 |
Обращает на себя внимание сильное влияние на величину ЭДС адсорбированных поверхностями металла газов. Эти газы образуют и сильно изменяют термодинамические свойства тех самых тончайших слоев х, в которых разыгрывается интересующая нас картина. В результате газы начинают играть роль проводников 1 на рис. 38, в, и вследствие этого основной металл 2 из рассмотрения выпадает. Это хорошо видно из сравнения табл. 2 и 3, где ЭДС на воздухе существенно ниже, чем в вакууме.
Таблица 3.
| № | Схема соединения пластин | ЭДС 3 , мкВ |
| 1 | Cu – Ni – Al – Cu | + 0,03 |
| 2 | Cu – Bi – Al – Cu | + 0,16 |
| 3 | Cu – Te – Al – Cu | - 4,15 |
После нескольких часов вакуумирования адсорбированные газы удаляются, срабатывает основной металл, ЭДС резко возрастает. Поэтому, чтобы избежать влияния газов, в опытах вакуумирование длится не менее двух суток. Согласно теории, симметричное соединение должно исключить из игры те проводники, которые соприкасаются с одноименными материалами. Это косвенно подтверждается характером влияния адсорбированных газов (табл. 2). Более сложные случаи симметричного соединения проводников представлены в табл. 4. Здесь позиции 1 и 2 соответствуют схеме в на рис. 38,
Таблица 4.
| № | Схема соединения пластин | ЭДС, мкВ |
| 1 | Cu – Bi – Te – Bi – Al – Cu | 4 = - 3,97 |
| 2 | Cu – Ni – Te – Ni - Al – Cu | 4 = - 2,17 |
| 3 | Cu – Ni – Bi – Te – Bi – Ni – Al – Cu | 5 = - 2,99 |
| 4 | Cu – Ni – Bi – Te – Ni – Al – Bi – Cu | 5 = + 1,71 |
а позиция 3 - схеме г на том же рисунке. В первых двух позициях из рассмотрения должен выпасть теллур, а в третьей - теллур и висмут. Но опыт не показывает ожидаемого полного выпадения указанных металлов и превращения четырех- и пятизвенной цепей в трехзвенную. Согласно опытным данным, ЭДС цепи, как и положено, несколько снижается по сравнению с ЭДС теллура, но не достигает тех значений, которые в табл. 3 соответствуют трехзвенной цепи для висмута и никеля. Наблюдаемое недостаточно точное следование теории тоже можно объяснить влиянием внешних помех. В этом смысле теллур обладает ярко выраженными детекторными свойствами.
Пять металлов, присутствующих в позиции 3 табл. 4, можно соединить по схеме рис. 38, д. В этом случае все они вносят свой посильный вклад в ЭДС (табл. 4, позиция 4). Отсюда видно, какое большое влияние на ЭДС оказывает конкретное сочетание и чередование проводников в цепи. Аналогичная картина наблюдается при перестановке любых двух металлов; например, соответствующие данные для четырехзвенной цепи приведены в табл. 5.
Таблица 5.
| № | Схема соединения пластин | ЭДС 4 , мкВ |
| 1 | Cu – Bi – Te – Al - Cu | - 2,10 |
| 2 | Cu – Te – Bi - Al – Cu | - 0,65 |
Особый интерес представляют цепи, в которых последовательно, соединяются между собой целые блоки проводников (назовем их элементами) типа тех, которые приведены в табл. 3. Например, цепи табл. 6 содержат по два таких элемента. Из таблицы видно, что последовательное соединение двух
Таблица 6.
| № | Схема соединения пластин | ЭДС 3х2 , мкВ |
| 1 | Cu – Ni – Al – Cu – Ni – Al – Cu | + 0,01 |
| 2 | Cu – Bi – Al – Cu – Bi – Al – Cu | + 0,10 |
| 3 | Cu – Te – Al – Cu – Te – Al – Cu | - 1,90 |
одинаковых элементов не приводит к двухкратному увеличению ЭДС цепи. Наоборот, фактическая суммарная ЭДС цепи оказывается почти вдвое ниже, чем ЭДС каждого из элементов, входящих в цепь. Это объясняется тем, что контактная ЭДС зависит не только от температуры, но и от потенциала (заряда) (см. уравнение (336)). В результате соседние элементы гасят ЭДС друг друга. Таким образом, нельзя воспользоваться соблазнительной идеей без особых мудростей соединить между собой последовательно и параллельно большое множество - тысячи и миллионы - однотипных элементов и получить таким образом мощный термоэлектрический вечный двигатель второго рода, способный бесплатно питать различные полезные и бесполезные устройства.
Вместе с тем последовательное соединение двух разнородных элементов может иногда даже дать ЭДС, существенно превышающую сумму ЭДС отдельных элементов, входящих в цепь (табл. 7, позиция 1).
Параллельное соединение одинаковых элементов практически не влияет на ЭДС цепи. Результат одного из примеров параллельного соединения разнородных элементов показан в табл. 7, позиция 2.
Таблица 7.
| № | Схема соединения пластин | ЭДС 3+3 , мкВ |
| 1 | Cu – Bi – Al – Cu – Te – Al – Cu | - 10,34 |
| 2 | Cu – (  ) – Al – Cu | + 0,04 |
Из приведенных таблиц видно, что нескомпенсированная ЭДС, а следовательно, и развиваемая вечным двигателем второго рода ПД-14 мощность крайне малы, но они представляют собой вполне реальные величины, которые легко могут быть обнаружены с помощью несложной измерительной техники. При этом практически - с учетом наводок - подтверждаются все высказанные ранее теоретические прогнозы, касающиеся особенностей физического механизма работы двигателя, а также выясняются некоторые дополнительные тонкости обсуждаемого процесса.
Среди них надо прежде всего отметить исключительную чувствительность ПД-14 к электрической степени свободы, вследствие чего перестают работать законы Ома и Кирхгофа. Как известно, обычные полупроводники тоже не в ладах с этими законами. Менее чувствительны двигатели ПД-14 к вермической степени свободы (температуре). Слабо действует на них магнитное поле. ЭДС двигателя чувствительна также к химическому составу и структуре металла, к размерам пластин и условиям их контактирования, в том числе к силе прижатия, к эффекту Зеебека, вызванному появлением разности температур между спаями из-за действия, например, эффекта Пельтье, и т.д.
Что касается термоэлектрических ПД, использующих новый линейных эффект (см. параграф 7 гл. XXIII), то я не смог осуществить их в своих скромных домашних условиях. Однако я предоставил необходимые сведения некоторым исследователям, располагающим соответствующими возможностями, в частности Ю.В. Романову из Харькова и А.Б. Журкину из Москвы. По сообщению Ю.В. Романова, он изготовил мощную двухпроводниковую термопару ПД-18. В первых его опытах избыток электроэнергии, полученной за счет подпитки теплотой со стороны окружающей среды, составил около 28%. Ведется работа по раскачке термопары до уровня полного самофункционирования. От А.Б. Журкина я известий не имею [ТРП, стр.471-477].
3. Перспективы применения вечных двигателей второго рода.
Перечисленные фазовые и электрические ПД представляют собой различные варианты термодинамической пары, в них имеются все присущие паре эффекты, включая эффект самофункционирования. Согласно ОТ, существует также большое множество других типов самофункционирующих пар, например осмотических, диффузионных и т.д. Это хорошо видно, в частности, из уравнения (308), которое подсказывает, какие разности интенсиалов между спаями можно задавать и какие увлеченные вещества при этом будут циркулировать в цепи пары.
В уравнение (308) помимо прочего входит также время. Следовательно, в принципе возможно создать пары, в которых будет циркулировать хрональное вещество либо движущей причиной циркуляции какого-нибудь другого вещества будет служить разность хроналов. Очевидно, что такого рода пары должны выглядеть особенно экзотично. Не менее интересно, что без них не обходится ни один живой организм.
Весьма характерным примером может служить хронально-химическая пара ПД-23, в которой движущей причиной «круговой» химической реакции является градиент хронала, создающий в спаях пары необходимые скачки химического потенциала. Суть этой реакции состоит в том, что в растворе, содержащем соответствующие первое и второе вещества, которые служат ветвями термодинамической пары, циркулирует третье вещество С. При соединении молекулы С с молекулой первого вещества образуется новая молекула А, а при соединении молекулы С с молекулой второго вещества - новая молекула В. Молекулы А и В играют роль спаев термодинамической пары. Если вещества А и В различаются между собой цветом, то можно наблюдать удивительную картину: раствор периодически окрашивается то в цвет А, то в цвет В. В этом ПД непосредственной движущей силой циркуляции вещества С служат неодинаковые скачки химического потенциала между первым и вторым веществами в точках А и В раствора. Эти скачки обусловлены наличием в объеме раствора градиента хронала либо какого-нибудь другого интенсиала. В условиях самофункционирования пары осадок из раствора не выпадает.
Такого рода химические превращения впервые наблюдал Б.П. Белоусов, они были названы колебательными химическими реакциями, и для их объяснения придумана особая дисциплина - синергетика. Однако механизм подобного самопроизвольного кругового химического процесса в принципиальных своих чертах ничем не отличается от действия любой другой термодинамической пары. Химических опытов я сам не проводил, поэтому упоминаю здесь о ПД-23 очень кратко. Более подробные сведения можно найти в моих работах «Книга скорби» (1981 г.) и «Поиски новой парадигмы науки» (другое название «Теоретические и экспериментальные основы нетрадиционных источников энергии», 1985 г.). Они в числе семи моих книг ходят по рукам в виде ксерокопий: после опубликования монографии [21] в 1973 г. официально издать их я уже не имел возможности.
Из всего сказанного должно быть ясно, что самофункционирующая термодинамическая пара любого вида представляет собой вечный двигатель второго рода (ПД). Надо думать, со временем различные ПД найдут самое широкое применение в науке и технике (я не говорю - в жизни, ибо каждый живой организм уже сейчас эксплуатирует бессчетное множество таких ПД). Не исключено, что практику в первую очередь заинтересуют термоэлектрические ПД.
Здесь важно подчеркнуть, что описанные мною термофазовые и термоэлектрические ПД реально существуют и действуют. Убежден, что назревший ныне на планете энергетический кризис следует разрешать не с помощью строительства атомных электростанций, катастрофически загрязняющих окружающую среду, а посредством обращения к новым принципам энергетической инверсии, о чем неустанно говорит П.К. Ощепков и к чему сводится деятельность возглавляемого им Общественного института ЭНИН. В частности, давно пора использовать даровую энергию окружающей среды на основе изложенных выше законов. Одновременно легко и просто решается также казавшаяся прежде неразрешимой проблема утилизации отходов теплоты в высокомощных энергетических устройствах, ибо их КПД сильно не дотягивает до единицы. Эти отходы вполне могут быть использованы с помощью ПД, в которых вообще нет никаких отходов. Таким образом, новые принципы энергетической инверсии не только экологически чисты сами по себе, но и позволяют специально очищать окружающую среду от избытков теплоты.
В заключение хочу добавить, что не меньший интерес должны представлять также безопорные движители БМ. Практика ими несомненно заинтересуется. Что касается малой мощности, развиваемой моими экспериментальными БМ и ПД, то этот вопрос принципиального значения не имеет. Здесь принципиально совсем другое: известно, что для установления какого-либо закона физики необходимы тысячи и тысячи подтверждающих экспериментов, но для его ниспровержения достаточно всего лишь одного аномального. Для науки наиболее важны не те тысячи, а именно этот единственный аномальный эксперимент независимо от его мощности. Такой эксперимент я и дал. И защитил его соответствующей теорией. А мощность возрастет сразу же, как только к проблеме подключатся широкие круги инженерно-технических работников с более обширными, чем у меня дома, возможностями.
В совокупности представленные здесь безопорные движители БМ, благодаря управлению ходом реального физического времени утверждающие возможность «движения за счет внутренних сил», и вечные двигатели второго рода ПД, иллюстрирующие «получение КПД устройств, равного единице», затрагивают самые важные, принципиальные стороны явлений природы, непосредственно вытекающие из ОТ и противоречащие известным теоретическим представлениям. Это дает право рассматривать указанные эксперименты как решающие, определяющие судьбы теорий.
Вместе с тем обсуждаемые эксперименты свидетельствуют о том, что ОТ удовлетворяет критерию перспективности, ибо она способна предсказывать большое множество новых явлений природы, подтверждаемых опытом. Если учесть, что ОТ внутренне непротиворечива - корректна - и адекватно описывает все известные на данный момент опытные факты, включая накопившиеся в прежних теориях аномалии [18, с.442], то станет ясно, что она вполне заслуживает права на жизнь как удовлетворяющая главным критериям - корректности, адекватности и перспективности [ТРП, стр.477-479].