Эфиродинамические подходы к разрешению энергетического
кризиса 185
холодного тела и передается более горячему телу с помощью циркулирующего между ними хладагента - жидкости, способной превращаться в пар и тем самым отбирать тепло, а затем в другом месте снова превращаться в жидкость, и тем самым отдавать тепло. Правда, гонять эту жидкость нужно принудительно с помощью специального циркуляционного насоса, и поэтому слово “самопроизвольно”, имеющееся в формулировке Второго Начала, оказывается ни при чем. Все-таки, не самопроизвольно, а принудительно, это несколько меняет дело.
Структурная схема холодильника приведена на рис. 6.1.
Рис. 6.1. Структурная схема холодильника
1 - морозильная камера; 2 - калорифер, выделяющий тепловую энергию в окружающую среду; 3 - хладагент, циркулирующий между морозильной камерой и калорифером; 4 - насос, обеспечивающий циркуляцию хладагента.
Как уже указывалось выше, движение материи не может быть никаким образом ни создано, ни уничтожено. В приведенном примере холодильник потребляет из сети энергию в количестве, необходимом для приведения в движение насоса, перекачивающего хладагент, а на калорифере выделяет эту энергию плюс ту, которую он принудительно забирает от холодильной камеры и продуктов, находящихся в ней. Общий баланс энергии соблюден, но кпд здесь с точки зрения выделения тепла всегда больше единицы. Если же целью является не обогрев комнаты с помощью холодильника, а понижение температуры хранящихся в нем продуктов, то кпд оказывается отрицательным, потому что температура в холодильной камере опускается, и тепло отбирается. Это
186
Глава 5.
еще раз демонстрирует необходимость уточнения самого понятия кпд - коэффициента полезного (для поставленной цели) действия.
Таким образом, на калорифере, являющимся выходом холодильной машины, выделяется энергии больше, чем затрачено для обеспечения циркуляции хладагента. И это значит, что коэффициент полезного действия любого холодильника больше единицы. В некоторых случаях он составляет 3-4 и даже 5. А это очень выгодно, потому что, если поместить морозильную камеру в реку, озеро или океан, а калорифер разместить в доме, то можно брать из воды энергии в 3-4 раза больше, чем если непосредственно обогревать комнату простой печкой. Это давно уже применено во всем мире и получило название “тепловых насосов”. И даже разработана теория, в соответствии с которой тепловые насосы работают, нисколько не нарушая принципов термодинамики.
Но тут появляется соблазн замкнуть систему и заставить холодильную машину работать вечно безо всякого искусственного подвода к ней энергии.
А почему бы и нет? Ведь можно же избыток энергии, выделяемый на калорифере, имеющем температуру более высокую, чем морозильная камера, использовать для запуска насоса (рис.6.2).
Тогда после первого толчка вся система придет в движение и будет не только качать хладоноситель по трубам, но и поставлять даровую энергию в помещения для отопления. Но для этого нужно, чтобы избыток энергии был большим и чтобы произведение этого избытка на кпд насоса был больше единицы. Короче говоря, нужно, чтобы энергии выделялось больше, чем потребляет насос. А вот этого пока и не получается.
И хотя во всем мире построены многочисленные тепловые насосы самых разнообразных конструкций, что очень выгодно для энергетиков, замкнуть систему так, чтобы могла работать вечно, пока не удалось никому.
