Эфиродинамические подходы к разрешению энергетического
кризиса 197
В этом слое происходит переход от относительно небольшой плотности воздуха в окружающем вихрь пространстве к значительно более высокой плотности воздуха в теле вихря. В пограничном слое происходит также переход температуры от относительно высокой в среде к более низкой в теле вихря.
В соответствии с газовой механикой градиент скорости потоков газа, т.е. отношение разности скоростей потоков к расстоянию между потоками приводит также к перераспределению давления газа внутри пограничного слоя.
По мере закрутки центрального потока воздуха центробежная сила станет выгонять молекулы воздуха из центра на периферию, и давление в центре вихря начнет снижаться. По мере снижения давления внешнее давление начнет поджимать вихрь, и его диаметр начнет уменьшаться. Тогда в соответствии с законом постоянства момента количества движения скорость вращения начнет увеличиваться, и давление в центре будет снижаться еще больше. Произойдет лавинное сокращение диаметра вихря и соответствующее увеличение линейной скорости перемещения воздушных масс по его периферии, обратно пропорциональное отношению диаметров вихря в начале и в конце процесса. И если первоначальный диаметр вихря составлял 1 км, а в конце процесса всего 10 м, то есть диаметр сократился в 100 раз, то скорость потока газа возрастет в 100 раз, а энергия в 10 тысяч раз. Если начальная скорость бокового ветра составляла всего 1 м/с, то скорость движения стенки вихря в конце процесса составит 100 м/с, а это уже скорость урагана.
Получается, что формирование вихря атмосферой Земли происходит самопроизвольно, и при этом потенциальная энергия давления воздуха, окружающего вихрь, преобразуется в кинетическую энергию вращения вихря. Этот процесс, несомненно, существующий в природе, полностью противоречит представлениям Начал термодинамики, если его рассматривать в локальной области.
Однако это не все.
198
Глава 5.
Удержание уплотненного газа в локализованном пространстве возможно только в случае снижения его температуры. Факт понижения температуры в воздушных вихрях и вообще в градиентных течениях воздуха широко подтверждается. Это и обледенение самолета во время полета, и обледенение воздухозаборников, и формирование града в смерчах с выбрасыванием его горизонтально широким веером. Но тогда возникает вопрос о том, куда девается энергия теплового движения газа, который образует смерч. И ответ таков: она из тепловой преобразуется в поступательную энергию потоков газа стенок смерча. Скорость каждой молекулы газа сохраняет свою величину, но перераспределяется по направлениям, увеличиваясь в направлении движения газа в стенке (тангенциальное направление) и соответственно уменьшая боковую составляющую (нормальное направление). Поэтому скорость движения стенок будет больше, чем это следует из соотношения радиусов. А в приведенном примере скорость составит уже не 100, а 150 или 200 м/с.
Таким образом, в целом воздушные вихри, как и любые газовые вихри, являются природной машиной по переработке потенциальной энергии давления внешнего по отношению к вихрю газа, обусловленного тепловым движением его молекул, в кинетическую энергию вращения вихря. И если потенциальной энергией газа воспользоваться практически нельзя или, по крайней мере, весьма затруднительно из-за отсутствия градиентов давления, то кинетической можно, например, поместив в вихрь турбину. Правда, при этом возникает проблема устойчивости вихря.
Из изложенного выше следует, что газовый вихрь способен преобразовывать тепловую энергию, представленную хаотическим движением молекул самого вихря и молекул окружающего его газа, в упорядоченное движение, что противоречит всем известным установкам термодинамики. Но не совсем, поскольку если рассмотреть все составляющие процесса, находящиеся не в теле вихря, а во всем окружающем пространстве, в том числе и в других областях, в которых движение газа происходит совсем незаметно, то окажется, что в среднем никакие термодинамиче¬
