[вернуться к содержанию сайта]
Уже несколько лет в нашей стране идёт бойкая торговля “вечными двигателями”, сопровождаемая даже их эпизодическим рекламированием по телевидению. В рекламных роликах по сути дела и говорится, что КПД предлагаемого устройства заметно выше 100 %.
Речь идёт об отопительных устройствах вроде теплогенераторов “Доброе тепло”. Их нагревательный элемент представляет собой гибкий, легко свёртывающийся в рулон коврик, питающийся от простой розетки. В рекламе заявлена необычайно высокая теплотворная способность устройства, которое якобы при той же мощности, что и обычные бытовые нагреватели, даёт тепла на 30 % больше. Уже только поэтому велик соблазн купить такую приспособу: нестабильная ситуация с центральным отоплением нередко заставляет пользоваться электрокаминами, а учитывая их энергопотребление и нынешние цены на электричество, удовольствие это не из дешёвых. А тут – возможность сэкономить 30 % электроэнергии!
Но есть тут небольшая неувязка. Вспомним, почему КПД электроприборов не достигает 100 % – в основном из-за потерь на нагревание. Электродвигатель не только производит полезную механическую работу, но и нагревается, горящая лампочка излучает кроме света, ещё и ненужное нам тепло (низкое энергопотребление люминесцентных ламп связано как раз с тем, что их свет “холодный”). Но когда речь заходит об утюге, паяльнике, камине, то разговор о КПД теряет всякий смысл: сколько бы энергии ни израсходовал электроприбор, вся она в итоге пойдёт в дело – в тепло. И поскольку коэффициент полезного действия – это отношение полезной энергии к затраченной, то у электронагревателей это отношение всегда равно единице и КПД их – 100 %.
А когда говорят, что предлагаемый электронагреватель даёт при той же мощности на 30 % больше тепла, чем все другие, это значит, что его КПД – 130 %. Нагреватель оказывается по сути вечным двигателем, извлекающим 30 % энергии из воздуха, из ничего. А из ничего, как гласит 1-й закон термодинамики, она не берётся. Правда, из воздуха энергия (как и деньги) всё же может быть извлечена в том случае, если речь идёт о тепловом насосе. Так, кондиционер можно установить так, чтобы он отапливал помещение, генерируя тепло не с помощью электросети, а отбирая его из наружного воздуха и переправляя в помещение, – на передачу тепла от холодного к тёплому и расходуется электроэнергия. Выделяя при этом столько же тепла
, сколько и электронагреватели, кондиционер будет расходовать гораздо меньше электроэнергии. Здесь нет никакого нарушения физических законов – тепло ведь не рождается из ничего, а берётся из внешней среды. И КПД кондиционера, находящийся по формулам для тепловых машин, не превышает 100 %.Так может, рекламируемые устройства являются по принципу действия тепловыми насосами – отсюда и “лишние” 30 %? Но нет, с тепловыми машинами (как их понимают в термодинамике) эти устройства не имеют ничего общего: они работают внутри помещения, изолированно от внешних резервуаров теплоты, и тепло в них вырабатывается банальным пропусканием тока через проводник.
Откуда же тогда лишние 30 %? Многие скажут: “Просто очередной рекламный трюк. Мало ли лапши навешают на уши в рекламе”. До поры до времени сам думал так же, но, как выяснилось, продавцы “вечных двигателей” не врали…
Понял это, когда прочёл случайно в сборнике сообщений о технических и научных новшествах “Эврика-88” (М.: Молодая гвардия, 1988 г.) любопытную заметку под названием “Экономное отопление” (стр. 250). В ней рассказывалось об отопительных элементах в виде стенных панелей, которые устанавливались в домах Болгарии вместо батарей парового отопления. В них тепло тоже вырабатывалось пропусканием тока через электропроводный материал – слой графита. Но главное, сказано было, что тепла эти панели дают на 30 % больше, чем отопительные приборы, потребляющие то же количество электроэнергии. Потому про отопление и было сказано “экономное”.
Значит не всё так просто, раз строятся целые кварталы с отопителями подобного типа. Либо специалисты, изучавшие панели, ошиблись, либо есть какой-то неизвестный эффект. Может, работает всё же принцип теплового насоса в панелях? В панелях – возможно: ведь, в отличие от продаваемых переносных устройств, они встраиваются в стены, то есть контактируют с внешней средой. Контакт же полупроводникового графита с металлическим электродом может, в принципе, составить элемент Пельтье, способный, если учесть значительную рабочую поверхность панелей-стен, перекачивать тепло и давать лишние 30 % тепла. Если приборы действительно экономны, то они крайне интересны и заслуживают пристального их изучения инженерами и учёными. Но, повторим, это относится только к стенным панелям. Производители же, видно, ошибочно распространили их полезные качества и на устроенные по той же схеме переносные устройства.
Возможно, правда, и другое объяснение избыточной теплотворной способности прибора. Графит входит в центральный электропроводный слой в виде порошка, зёрен, через контакты между которыми и протекает ток. Именно в местах контактов из-за их малой площади, а значит, большого сопротивления и выделяется основное тепло. Но такие контакты – это вещь временная, они постоянно то рвутся, то вновь восстанавливаются. Поэтому при достаточном напряжении контакты должны искрить, создавая местами и электрическую дугу – каждый, наверняка, видел, как искрят вследствие замыканий-размыканий угольные щётки электродвигателя или розетка при вырубании из неё мощного прибора.
А дуга качественно меняет характер протекающего тока: переменный ток перестаёт быть синусоидальным, форма импульса искажается. Большинство же приборов, меряющих ток, напряжение и мощность в сети, рассчитаны, оттарированы на измерение тока синусоидальной формы. Поэтому при иной форме импульса они могут “врать”, давая неверные и порой, возможно, заниженные показания. Так, при помощи электродуги некогда пытались даже добывать энергию из вакуума (из того самого “ничего”), хотя в действительности “избыточную” энергию поставляла электросеть, дуга же просто искажала показания энергопотребления. Так что, если подобный эффект в электронагревателе и имеется, то и тут КПД не выше 100 %, хотя сэкономить на оплате электроэнергии он в зависимости от типа электросчётчика и может позволить, “обворовав”, правда, при этом электросеть.
В общем, каковы бы ни были принципы работы нагревателя и источники тех дополнительных 30 % энергии, ясно одно – вечным двигателем он быть не может, законы термодинамики нарушаться не должны. Пусть прибор и удобен, практичен, электро- и теплобезопасен, но его КПД не 130 %, как говорилось в рекламе. И хотя реклама – это двигатель торговли, но и он, к счастью, не вечен.
Сергей Семиков
Дата установки: 10.03.2007
