Так ли это? Действительно ли указанным путем может быть разрешена задача изобретения вечного двигателя, а следовательно, упраздняется и закон сохранения энергии? Ведь здесь перед нами не только «даровой» двигатель, использующий неистощимые запасы разлитой в природе энергии, а настоящий «вечный двигатель», творящий энергию из ничего!
Может ли это быть?
А если нет, то в чем же ошибка?
Ошибка кроется в предположении, будто бы для перемещения непроницаемой ширмы не потребуется никакой силы, будто работа, затрачиваемая на движение ширмы взад и вперед, ничтожна в сравнении с работой, развиваемой двигателем. А между тем здесь-то именно и кроется вся ошибка в ходе мыслей изобретателя! Впрочем, непроницаемую для магнетизма «ширму» нет вовсе нужды искать и изобретать – мы уже говорили о том, что мягкое железо почти не пропускает сквозь себя магнитных сил и может с успехом служить такой ширмой. Попробуйте, однако, двигать железную пластинку взад и вперед близ полюса сильного магнита, – вы убедитесь, что это вовсе не делается без затраты энергии! Если бы мы, пользуясь такой железной «ширмой», соорудили двигатель типа фантастического «Русского Богатыря», то должны были бы тратить на движение ширмы ровно столько же работы, сколько получали бы от самой машины. Никакого выигрыша сил не получалось бы. Так будет и с «ширмами» из всякого другого вещества, – если таковое удастся когда-нибудь найти. Ведь роль ширмы состоит не в том, что она уничтожает силу, а в том, что она целиком принимает действие силы на себя, не пропуская ее далее; а при этом условии передвижение ширмы требует такой затраты энергии, которая в точности должна равняться ее выигрышу в другой части машины.
Вы видите, что этот путь разрешения задачи «вечного двигателя» столь же обманчив, как и всякие другие фантастические способы добывать энергию без затрат ее в какой-либо другой форме.
Почти вечное движение
Для строгого математика выражение «почти вечное» не представляет ничего заманчивого. Движение может быть либо вечным, либо не вечным; «почти вечное» значит, в сущности, «не вечное». Но для практической жизни это не так. В Новой Зеландии, говорят, никто по закону не может купить участка земли в вечное владение, а только в аренду на 999 лет, после чего земля становится собственностью государства. Но разве «арендатор» такого участка не считает его своей вечной собственностью?
Многие, вероятно, были бы вполне удовлетворены, если бы получили в свое распоряжение не совсем вечный двигатель, а «почти вечный», способный двигаться хотя бы, например, тысячу лет. Жизнь человека коротка, и тысячелетие для нас все равно что вечность. Люди практического склада наверное сочли бы, что проблема вечного двигателя решена и больше не над чем ломать голову.
Таких людей я могу обрадовать сообщением, что 1000-летний двигатель уже изобретен и всякий может, при известной затрате средств, иметь у себя маленькое подобие вечного движения. Патент на это изобретение никем не взят, и секрета он никакого не представляет.
Устройство этого прибора, придуманного профессором Стреттом и обычно называемого «радиевыми часами», весьма несложно. Внутри стеклянной банки, из которой выкачан воздух, подвешена на кварцевой нити В (непроводящей электричества) небольшая стеклянная трубочка А, заключающая в себе несколько тысячных долей грамма радиевой соли. К концу трубочки подвешены, как в электроскопе, два золотых листочка. Радий, как известно, испускает лучи трех родов, называемые α, β и γ. В данном случае важнейшую роль играют легко проходящие через стекло β-лучи, которые состоят из огромного множества отрицательно наэлектризованных частиц (электронов). Разбрасываемые радием во все стороны, частицы уносят с собой отрицательный заряд, а потому сама трубка с радием постепенно заряжается положительно. Этот положительный заряд переходит на холодные листочки и заставляет их раздвигаться. Раздвинувшись, листочки прикасаются к стенкам трубки, теряют здесь свой заряд (в соответствующих местах стенок приклеены полоски фольги, по которым электричество уходит) и вновь смыкаются. Вскоре накопляется новый заряд, листочки вновь расходятся, опять отдают заряд стенкам и смыкаются, чтобы снова наэлектризоваться. Каждые две-три минуты совершается одно колебание золотых листочков, с регулярностью часового маятника – отсюда и название «радиевые часы». Так продлится целые годы, десятилетия, столетия, пока будет продолжаться испускание радием его лучей.
Рис. 80. Радиевые часы «с заводом» на 1000 лет.
А долго ли радий испускает свои лучи? Нам известен срок, в течение которого истощается способность радия высылать лучи: срок этот равен приблизительно 3000 годам. Но уже через 1500 лет эта способность радия ослабнет вдвое. Поэтому радиевые часы будут идти безостановочно не менее 1000 лет, лишь постепенно замедляя свои колебания вследствие ослабления электрического заряда. Если бы во времена Рюрика устроены были такие радиевые часы, то они действовали бы еще и в наше время!
Можно ли использовать этот «почти вечный двигатель» для каких-нибудь практических целей? К сожалению, нет: мощность этого двигателя, – т. е. количество работы, совершаемой им в секунду, – так ничтожна, что никакой механизм не может приводиться им в действие. Чтобы достичь сколько-нибудь осязательных результатов, необходимо располагать гораздо большим запасом радия. Если вспомним, что радий в десятки тысяч раз дороже золота, то согласимся, что вечный двигатель подобного рода оказался бы чересчур разорительным. Это не лишает «радиевые часы» права считаться наибольшим приближением к вечному движению, какое только было придумано до сих пор.
При свете молнии
Случалось ли вам во время грозы наблюдать картину оживленной городской улицы при кратких вспышках молнии? Вы, конечно, заметили при этом одну странную особенность: улица, только что полная движения, кажется в такие мгновения словно сразу застывшей. Лошади останавливаются в напряженных позах, держа ноги в воздухе; экипажи – также неподвижны; отчетливо видна каждая спица колеса…
Причина этой кажущейся неподвижности заключается в невообразимо ничтожной продолжительности молнии. Молния, как и всякая электрическая искра, длится чрезвычайно малый промежуток времени – настолько малый, что его даже нельзя измерить нашими обычными средствами. При помощи косвенных приемов удалось, однако, установить, что молния длится всего несколько миллионных долей секунды! За столь ничтожный промежуток времени ничто не успевает переместиться заметным для глаза образом. Неудивительно поэтому, что улица, полная разнообразных движений, представляется нам при свете молнии совершенно неподвижной: ведь мы наблюдаем ее менее одной стотысячной доли секунды! Каждая спица в колесах быстро мчащегося автомобиля успевает переместиться лишь на ничтожную долю миллиметра; а для глаза это все равно что полная неподвижность.
Рис. 81. Фотографический снимок молнии.
Сколько стóит молния?
В наши дни, когда электрическая энергия превратилась в товар, который отмеряют и оценивают, как и всякий другой, вопрос о том, какова стоимость молнии, вовсе не должен казаться бессмысленным. Задача состоит в том, чтобы учесть электрическую энергию, потребную для грозового разряда, и оценить ее хотя бы по таксе столичных обществ электрического освещения.
Вот расчет. Напряжение электрического тока при грозовом разряде определяется в 50 миллионов вольт. Сила тока исчисляется в 10.000 ампер. Мы знаем, что работа тока в ваттах определяется произведением напряжения и силы; перемножив 50 миллионов на 10.000, получаем для молнии расход энергии в 500.000.000.000 ватт.
Видя такое огромное число, вы, конечно, ожидаете, что денежная «стоимость» молнии определится колоссальной цифрой.
На самом деле, однако, стоимость оказывается поистине мизерной для столь грозного явления природы. Зависит это от невообразимо-ничтожной продолжительности молнии. Общества электрического освещения исчисляют стоимость энергии по числу ватт-часов, т. е. для расчета умножают число ватт на число часов горения ламп; за тысячу ватт-часов берут в Петрограде, например, 32 коп. Сделаем же подобное вычисление для молнии, продолжительность которой не более 1/500.000 секунды. Мы получим для стоимости грозового разряда:
Вот поистине поразительный результат, которого едва ли кто-либо мог ожидать: стоимость молнии, по таксе современных электрических компаний, не превышает гривенника! За каких-нибудь 2–3 рубля можно было бы устроить самую эффектную грозу… разумеется, если бы только мы могли располагать динамо-машиной в 50 миллионов вольт. Это очень существенное «если».
Электрический фонтан
Устроить дома небольшой фонтан очень легко из обыкновенной каучуковой трубки, один конец которой погружают в ведро, поставленное на возвышении, или надевают на водопроводный кран. Выпускное отверстие трубки должно быть очень мало для того, чтобы фонтан разбивался тонкими струйками; всего проще достигнуть этого, вставив в свободный конец трубки кусочек карандаша, из которого выдавлен графит. Для удобства обращения с фонтаном этот свободный конец укрепляют в перевернутой воронке, как показано на рис. 82. Пустив такой фонтан, высотой в аршин или немного менее, и направив струю вертикально вверх, приблизьте к нему натертую сукном палочку сургуча или каучуковый гребень. Вы тотчас увидите довольно неожиданную вещь: отдельные струйки ниспадающей части фонтана сливаются в одну сплошную струю, которая с заметным шумом ударяет о дно подставленной тарелки. Шум этот напоминает характерный шум грозового ливня. Удалите сургуч – и фонтан тотчас же снова распылится, а характерный стук сменится мягким шумом раздробленной струи.
Рис. 82. Грозовой ливень в миниатюре.
Перед непосвященны