Наследники лаборанта Синявина
Шрифт:
– Очень забавно… Только вот что… Ты действителнно веришь, что при помощи описанного устройства можно целиком и полностью превращать тепловую энергию - электрическую?
– А вы как думаете, Виктор Николаевич?
– упавшим голосом спросил Сергей.
– По-моему, ничего не получится. В опыты твоего прадеда, по всей вероятности, вкралась какая-то ошибка, которая и ввела его в заблуждение. Если бы, друг мой, так просто решалась проблема прямого и экономного преобразования тепловой энергии в электрическую, то, уверяю тебя, она была бы давно решена. А то ведь еще до сих пор ученые бьются над этим вопросом! Правда, за последнее время начали интересоватья свойством так называемых "полупроводников" и пророчить им большое будущее в технике. Сернистый свинец, указанный в записке, - это как раз один из полупроводников…
Но все равно… едва ли проблема преобразования тепла в электричество решается так просто!
– Но ведь в мемуарах написано ясно. И мне кажется, что нет никаких оснований думать, что мой прадедушка ошибся или… пошутил… - защищался Сергей.
– Александр Пафнутьевич просто не успел из-за неожиданной смерти опубликовать свое открытие. Согласитесь, что это так естественно, Виктор Николаевич! А мне, как видите, вроде по наследству досталось…
Заведующий учебными лабораториями посмотрел на взволнованного студента и, немного подумав, сказал:
– Хорошо! Пусть будет по-твоему. Разрешение на проведение опытов дам. Попробуй-и убедись сам. Кстати, работа в лаборатории тебе будет полезна во всех отношениях. Да… вот еще что: записки своего прадеда храни бережно. Интереснейший материал для истории русской техники прошлого века.
"И тут только насчет истории беспокоятся!" - подумал Сергей, раздосадованный скептическим отношением к открытию прадеда.
Через несколько часов Сергей Синявин и его товарищ, однокурсник Николай Карцев, явились в учебную лабораторию и сразу же приступили к опытам, кстати, очень несложным и не требующим какой-либо длительнои подготовки. А к вечеру этого же дня выяснилисьдва очень интересных обстоятельства.
Прежде всего оказалось, что небольшая опытная установка студентов, собранная наспех и не слишком тщательно, вопреки предсказанию опытного и безупречно разбирающегося во всех вопросах электротехники педагога, Побединского, вдруг заработала самым сказочным образом, точно так, как указывалось в найденных записях…
Почти одновременно с этим Сергею стало известно, что старинный стол, в котором остались страницы обнаруженных записей, никому не нужный, ветхий и поломанный стол, простоявший в сарае без всякого употребления много лет, -куда-то исчез.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
Представим на минуту, что эту тайну удалось открыть
В чем же заключалось изобретение Александра Пафнутьевича, лаборанта Московского университета, умершего еще в конце прошлого века? О чем свидетельствовали пожелтевшие страницы плотной бумаги, исписанные размашистым почерком?
В начале прошлого века физики обнаружили очень интересное явление. Оказалось, что если скрутить две какие-нибудь проволоки, но обязательно из разных металлов - например, железной и медной, а затем нагревать в пламени горелки, то на свободных концах проволок появится электрическое напряжение.
Этот очень простой физический Опыт был встречен учеными всего мира с большой радостью. Его повторяли всюду и ему бесконечно удивлялись. Уж очень заманчивым казалось все это несложное устройство, названное термоэлементом, позволяющее получать электрическую энергию нагреванием проволок…
Ученые тщательно исследовали Это явление. Прежде всего было установлено, что различные сочетания металлов дают различные электрические напряжения. Например, при одинаковой температуре нагревания от термоэлемента из железной и медной проволоки получается одно напряжение, а от термоэлемента из железной и никелевой - другое, значительно большее.
В те дАлекие времена, когда учение об электричестве еще только формировалось как самостоятельный раздел физики, было установлено, что наилучшие результаты дает термоэлемент, сделанный Из таких довольно редких металлов, как висмут и сурьма. Попытки найти еще лучшее сочетание и таким образом построить более совершенный термоэлемент на протяжении многих лет ни к чему не приводили. А ученым и практикам зарождавшейся тогда электротехники этого очень хотелось.
Действительно, если бы удалось найти такое сочетание металлов или их сплавов, чтобы построенный из них термоэлемент давал достаточно высокое напряжение, то можно было бы очень просто получать большое количество электроэнергии, пригодное уже для практических целей.
Разве можно сравнивать термобатарею, например, с динамомашиной! Для того, чтобы динамомашина давала ток, обязательно требуется двигатель, вращающий ось динамо. Поневоле получается сложная и длинная цепь, по которой должна пройти свой путь тепловая энергия дров или угля, сжигаемых в топке паровой машины, прежде чем превратится наконец в электрическую энергию.
Только представьте себе, что это за цепь! Горящее топливо нагревает воду в паровом котле. Пар приводит в движение поршни и шатуны, вращающие, в свою очередь, маховые колеса. Дальше энергия передается по бесконечному ремню от маховика паровой машины к шкиву динамомашины. Сколько различных преобразований и сколько, следовательно, потерь по пути! Казалось бы, проще нагревать в топке кончики проволок и получать от них электрический ток. В этом случае не нужны были бы ни паровые, ни иные двигатели, устройства сложные, с двигающимися и вращающимися частями, которые требуют за собой большого ухода, смазки, ремонта. С помощью термоэлементов можно было бы получать электроэнергию непосредственно от тепла сгораемого топлива, без всяких промежуточных машин, надежно и совершенно бесшумно.
Так казалось многим ученым. Но… все упиралось, как выражаются инженеры, в "коэффициент полезного действия" - способность того или иного энергетического устройства с большими или меньшими потерями преобразовывать один видэнергии в другой.
Ученые измерили и подсчитали, что самые экономные из всех термоэлементов, сделанные из металлов висмута и сурьмы, могут превратить в электричество только одну или две десятых процента энергии топлива, идущего на их нагревание! К сожалению, все другие испробованные сочетания металлов, все построенные из них термоэлементы вырабатывали совершенно ничтожное количество электрической энергии по сравнению с количеством топлива, затрачиваемого на их нагревание. Даже самые старинные паровые машины на электростанциях, пожирающие уйму угля, дров и торфа, казались совершенством по сравнению с самыми лучшими термоэлектрическими батареями.
Паровые машины, установленные на электростанциях, тоже не отличаются экономичностью: всего только пять или восемь, а редко десять - двенадцать процентов энергии сжигаемого топлива они превращают в электричество. Но ведь и пять процентов - это в пятьдесят раз больше, чем одна десятая процента! Следовательно, термоэлектрический способ получения электричества, как-бы он ни был прост, в пятьдесят раз менее выгодный. Многие годы ученые и изобретатели всего мира тщетно пытались создать такой термоэлемент, который хоть как-нибудь мог конкурировать с паровой машиной и другими двигателями, применяемыми на электростанциях. Но все было напрасно. Осуществление заманчивой идеи встречало на своем пути непреодолимые препятствия: металлов и сплавов существует в природе много, все они были перепробованы в самых различных сочетаниях, и оказалось, что лучшие результаты по-прежнему дает уже давно известный термоэлемент из висмута и сурьмы. Также давно было известно, что от этого "лучшего" термоэлемента можно получить лишь ничтожное количество электрической энергии.