Не может быть! И все-таки… № 25.
В ПОЛНОМ СОГЛАСИИ С ТЕОРИЕЙ: НАСТОЯЩИЙ ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВТОРОГО РОДА

С того момента, как в 1961 году я освоил основы термодинамики, меня не покидало ощущение, что теория эта – по меньшей мере, представленная в вузовских учебниках, – противоречива и допускает существование вечного двигателя. Но только в 1997 году у меня появилась возможность заняться термодинамикой плотнее, и с помощью теории противопоточных теплообменников мне удалось построить (теоретически) термодинамический цикл, являющийся вечным двигателем второго рода.

Свою работу я послал нескольким десяткам видных специалистов, но ни одного доказательного опровержения не получил. А в трех полученных мною отзывах логика критики была классической: этого не может быть, потому что этого не может быть никогда. Дословно отзывы звучали так: «…существование вечного двигателя противоречит основам термодинамики». Вот и вся недолга…

К счастью, из противоречия выпутался я, как обычно, самостоятельно, что было очень непросто, так как ошибки в моих расчетах не было. Ошибку я нашел в учебниках!..
Случай уникальный! Как могло случиться, что за двести лет существования теории термодинамики противоречие ни разу себя не обнаружило?

Когда я противоречие разрешил, стало понятно, почему ошибка себя не проявляла. Дело в том, что все известные теормодинамические циклы являются замкнутыми, и если на каком-то участке цикла возникала невидимая прибавка или убавка полезной работы, то где-то на последующих участках цикла происходило обратное: убавка или прибавка. Мой же «цикл» был разомкнутым (хотя на диаграмме он тоже выглядел замкнутым!), и «прибавка» на адиабатическом отрезке – благодаря ошибочности теории – на следующих этапах не погашалась. В результате с повторением цикла ошибка непрерывно возрастает. (У некоторых и цикл, и его замкнутость-разомкнутость вызывают удивление: ведь рабочее тело – газ – по завершении цикла выбрасывается в атмосферу и создается впечатление, что никакой замкнутости нет…).

[К сожалению, после обнаружения противоречия вернуться к термодинамике мне не удалось, и все мои знания в этой области забылись. Остались только некоторые материалы, которые пересмотреть я уже не в состоянии, и заинтересованному читателю придется в них разбираться без моей помощи. Данная статья бесценна в функции лакмусовой бумажки: если специалист найдет ошибку без подсказки, то это будет свидетельством его глубого понимания этой трудной области знания.]

После истории с вечным двигателем я понял, что логика формул молекулярной термодинамики является замкнутой. То есть, по существу я теоретически доказал (но, к сожалению, не записал) непротиворечивость системы формул молекулярной теории теплоты. Это значит, что ни при какой комбинации этих формул нельзя получить «довесок», дополнительную энергию из охладителя. Следовательно, и создать вечный двигатель второго рода на базе молекулярной теплоты невозможно. (Но в отношении  лучевой энергии эту тему я еще не закрыл.)

 Ниже я привожу текст своей статьи, составленной на базе моей заявки на открытие, которую, к счастью, в официальные инстанции послать не успел, поскольку вовремя обнаружил ошибку в учебниках термодинамики.

***

 Введем в рассмотрение простой адиабатический цикл – ПАЦ: после всасывания в цилиндр 1 моля газа при внешних давлении и температуре (1 атм. и Т0 = 300 К) он нагревается при постоянном объеме до T1 (1500 К при затрате энергии 1200Cv); затем давление (5 атм.) сбрасывается до 1 (при T2 = 946,6 К и V = 3,155) с совершением полезной работы (T1 – T2)Cv.

Явление №1: Коэффициент преобразования энергии (кпэ) в ПАЦ выше 1.

Действительно, взяв из внешнего источника (T1 - Т0)Cv = 1200CV джоулей, мы после выполнения цикла получаем (T1 - T2)Cv джоулей механической энергии и (T2 - Т0)Cv тепловой при постоянном объеме, а в сумме (T1 - Т0)Cv.  Вернув эту энергию внешнему источнику, в нашем распоряжении остается тем не менее значительная энергия в виде очень низкого давления (<<1 атм.) воздуха в замкнутом пространстве объемом 3,155х22,4 л. Величина этой избыточной энергии равна (T2 - Т0)(Ср - Cv) = 0,4(T2 - Т0)Cv, где Ср = 1,4Cv. Она извлечена из того 1 моля атмосферного воздуха, который мы ввели в цилиндр двигателя.

Следствие 1: 0,4(T2 - Т0)Cv < Т0Cv (из газа нельзя изъять тепловой энергии больше той, какая в нем заключена).

Следствие 2: Двигатель с ПАЦ является вечным двигателем второго рода, т.к. с помощью энергии на выходе можно вернуть двигатель в первоначальное пред’адиабатическое состояние с чистым выигрышем механической энергии. Достигается это с помощью использования следующего явления.

Явление №2: Нагревание одного газа от атмосферной температуры Т0 до температуры T2 с помощью другого газа с температурой T1 < T2, где T1 > Т0, с использованием только контактно-поверхностного теплообменника.

Обоснование.
Еще в прошлом веке были изобретены теплообменники, позволяющие с точностью до бесконечно малой обменяться температурами два тела равной теплоемкости при постоянном давлении. Его-то мы и используем.

Возьмем по 1 молю, например, кислорода и водорода, но кислород при постоянном давлении и Т = 946,6 К, а водород при постоянном объеме и Т = 300 К. Для нагревания водорода до 946,6 К требуется теплоты 646,6Cv, а охлаждение кислорода до 300 К дает нам резерв теплоты в 1,4 раза больше – 646,6Ср. Покажем, что с помощью высокоэффективного теплообменника можно нагреть водород до температуры выше 946,6 К. (Незначительные потери при теплообмене в расчет не берутся.)

Разобьем оба газа на 1000 объемов, разделенных теплоизолирующими перегородками (это для теории – на практике все гораздо проще). Возьмем по одному такому объему обоих газов и пропустим их через крошечный теплообменник. Кислород после этого выбросим в атмосферу, а порцию водорода вернем в цилиндр, сохранив теплоизоляцию. Так как перепад температур – 646,6° весьма велик, а изменение давления в цилиндре с водородом чрезвычайно мало (всего в 1,003 раза), то порция водорода будет участвовать в теплообмене по существу при постоянном давлении. Следовательно, с точностью до долей процента превышающая теплота будет передана в теплообменнике от кислорода к водороду полностью.
То же самое повторим с каждой последующей порцией.

Однако, несмотря на то, что каждая порция водорода будет вести себя в теплообмене как при постоянном давлении, давление в цилиндре с водородом будет тем не менее повышаться, что приведет к возрастанию температуры каждой порции водорода в цилиндре. Поэтому каждая новая порция водорода будет входить в теплообменник со все более высокой температурой (последняя – с 440 К). Но важно то, что все 1000 порций покинут теплообменник с температурой 946,6 К. И чем ближе к концу, тем большая часть тепловой энергии кислорода не будет востребована водородом. (Расчеты показывают, что при отпущенном нам резерве 40% в атмосферу вылетит всего 10% от 646,6Cv! Но и эти потери можно сократить более чем вдвое).

Но когда мы пропустили через теплообменник последнюю порцию водорода (по сравнению с первоначальным его давление увеличилось от нагрева в 3,72 раза), то температура всех остальных (особенно первых; температура первой – на 271°) порций от этого еще более возросла. И если теперь мы уберем теплоизоляционные перегородки между порциями водорода, то его температура окажется значительно выше 964,6 К – 1110 К! Что и требовалось доказать.

Следовательно, если двигателю с ПАЦ присвоить 1200Cv джоулей как внутренний резерв энергии, то разница в 135,4 К позволяет нам вывести из системы 135,4Cv джоулей механической энергии и начать процесс адиабатического расширения при тех же стартовых условиях, с тем же резервом энергии. (Учитывая, что сегодня лучшие двигатели внутреннего сгорания имеют кпд 44% и, следовательно, из 1200Cv джоулей на входе превращают в механическую энергию на выходе лишь 528Cv, то мощность вечного двигателя равна четверти бензинового. Есть за что бороться!!!)

Следствие 4: С увеличением числа рекуператорных двигателей с ПАЦ, каждый из которых потребляет на входе только энергию выхлопных газов предыдущего двигателя, общий кпэ (по отношению к стартовой энергии только первого двигателя) и количество произведенной полезной (механической) энергии системы стремится к бесконечности.

Остается добавить, что среди общеизвестных термодинамических циклов существуют по меньшей мере два с коэффициентом преобразования только полезной механической энергии больше 1. Один из них, состоящий из нескольких простых турбин, позволяет, кроме того, отапливать помещение без затраты внешней энергии: 1 моль воздуха дает 3000 джоулей механической энергии (не считая постоянного внутреннего резерва) или 5000 джоулей – тепловой.

Париж, 18 сентября 1998 года

P.S. Автор полагает, что полезная работа в адиабатическом процессе вычисляется по формуле: (T1 - T2)Cv - (T2 - Т0)(Ср - Cv). Но и в этом случае кпд теплового двигателя может превосходить кпд цикла Карно.

===================