Проблема качества энергии
Проблема качества энергииС. И. ЯКОВЛЕНКООколо трехсот лет назад в существенной части так называемого цивилизованного общества сформировалась труднообъяснимая вера во всесилие человека, в безграничные возможности удовлетворения различных материальных потребностей и даже прихотей путем использования научного знания. Эта вера глубоко проникла в сознание как общественных деятелей, так и ученых. Все, конечно, понимают, что нарушить законы природы человек не может. Однако многим кажется, что эти законы существенной преграды для человеческого могущества не представляют, а, наоборот, помогают человеку реализовать над природой неограниченную власть. Нельзя, например, иметь ковер-самолет, но можно построить реактивный лайнер. Нет волшебного зеркальца, но есть телевизор. Нельзя обеспечить себя теплом, светом, и уютом, не затрачивая энергии, но, казалось, ученые рано или поздно найдут неисчерпанные источники этой энергии.Дерзость мысли стала похвальной, даже если она переросла в самоуверенность. Не так давно обещали осчастливить человечество самым научным устройством общества, искусственным интеллектом, электрохимическим синтезом живых организме. Подавляющее большинство ученых верило в то, что развитие живых организмов от амебы к человеку произошло за счет наследования случайных изменений, контролируемых естественным отбором, а наиболее последовательные сторонники этой веры собирались выращивать соловья из кукушки. Дело доходило до -того, что крупные математики всерьез рассматривали возможность аксиоматизации физики, т. е. вывода всех законов природы из конечного числа умозрительных предположений.Не стоит, конечно, строго судить издержки периода детства и юношества современной науки. Тогда, например, мнение, что животные полностью аналогичны механическим автоматам, считалось научным. Блажен, кто смолоду был молод. Однако сейчас наука вышла из детского возраста, во многом определяет пути развития человечества и даже способна угрожать самой возможности его существования. При этом, хотя влияние науки на развитие общества усилилось, рост возможностей влияния на природу как бы замедлился. Все чаще мы сталкиваемся с тем, что законы природы не столько дают над нею власть, сколько ограничивают наши претензии. И жестоко себя накажет человечество, если не будет замечать ограничений, налагаемых законами природы.Два важнейших закона-ограничителяОдним из наиболее сейчас известных общих законов является закон сохранения энергии. Он состоит в том, что энергия может переходить из одной формы в другую, но не может возникать из ничего или пропадать в никуда. Уверенно пользуясь этим законом, как чем-то очевидным, не все помнят, что окончательно установлен он всего лишь в середине прошлого века (Майер, Джоуль). До этого даже образованные, но лишенные творческой интуиции ученые, пытались построить вечный двигатель, т. е. устройство, которое производит работу, не потребляя энергии. Им казалось, что создать такое устройство мешают лишь технические трудности, которые можно преодолеть.Практически одновременно с законом сохранения энергии (и даже, можно сказать, несколько ранее его) был установлен другой важнейший закон-ограничитель, получивший название второго начала термодинамики (Карно, Клаузиус, Томсон). Он может быть сформулирован как невозможность превращения тепла в механическую энергию в отсутствие холодильника, т. е. тела с температурой, меньшей температуры того тела, тепло которого переводится в механическую энергию. Итак, для превращения тепловой энергии в механическую необходим не только нагреватель, но и холодильник, причем максимально возможный коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины равен отношению разности температуры нагревателя и холодильника к температуре нагревателя (КПД цикла Карно).Ограничительные свойства второго начала термодинамики наглядно иллюстрируются следующим примером. В Мировом океане содержится очень много тепловой энергии. Если понизить его температуру всего на градус, то выделится энергия, во много раз превосходящая ту, которая может быть получена от сжигания всех мировых запасов угля и нефти. Однако не видно соответствующего холодильника, который бы позволил эффективно преобразовать, например, в электричество какую-либо заметную часть этой огромной тепловой энергии.Гипотетическую тепловую машину, преобразующую тепловую энергию в механическую или электрическую с нарушением второго начала термодинамики, называют вечным двигателем второго рода. В соответствии со вторым началом создание его невозможно. Иногда даж...
Другие файлы:
Альтернативные источники с точки зрения географии
География мировых природных ресурсов. Потребление энергии - проблема устойчивого развития. Статистика потребления мировой энергии. Виды нетрадиционных...
Начала термодинамики
По этой причине I-е начало иногда формулируют как невозможность создания вечного двигателя 1–го рода, который совершал бы работу, не требуя никаких эн...
Исследование значимости некоторых показателей качества автотипного оттиска
Проблема оценки качества воспроизведения изображений. Адаптация зрительной системы к освещенности, контрастная чувствительность. Проблемы стандартизац...
Виды энергии
Сущность и краткая характеристика видов энергии. Особенности использования солнечной и водородной энергии. Основные достоинства геотермальной энергии....
Режимы электросварочных машин
Приводятся краткие сведения об электрооборудовании электросварочных машин и установок. Даны анализ графикой их нагрузок и режимов работы, методика рас...
