"Н.В.Гулиа. В поисках "энергетической капсулы"" - читать интересную книгу автора

для чисто теплового накопителя.

Это происходит прежде всего потому, что двигатель Стирлинга и тем более
паровая машина очень тяжелы сами по себе. Кроме того, в механическую
энергию, как выяснилось, можно перевести с помощью этих машин только около
трети энергии накопителя. Две трети энергии, а следовательно, и массы
накопителя для нас теряются.

Так или иначе, но для прохождения ста километров пути автомобилю
понадобился бы силовой агрегат массой около трех тонн, или в три раза
больше, чем весит сам автомобиль! Ни о какой "капсуле" здесь говорить,
естественно, не приходится...
Кое-что об энергии и работе

Как же так: механическая энергия вся без остатка переходит в тепловую,
а тепло "не хочет" полностью переходить обратно в механическую энергию?
Разве эти процессы не обратимы? Ответы на свои вопросы я нашел в том же
учебнике физики.

Для преобразования тепла в механическую работу создан целый класс
машин, называемых тепловыми двигателями. Они могут быть внутреннего
сгорания, какие мы привыкли видеть на автомобилях, паровыми, Стирлинга,
которые еще называются "внешнего сгорания", и мало ли еще какими, их очень
много. Во всех этих двигателях, независимо от их типа, присутствуют рабочее
тело (в паровых машинах - пар, в двигателях Стирлинга и внутреннего
сгорания - газ; рабочее тело бывает и жидким), нагреватель и холодильник.
Поэтому распознать тепловой двигатель нетрудно. В нагревателе (топке,
цилиндре и пр.) рабочее тело греют, затем "высокотемпературная" тепловая
энергия переходит в "низкотемпературную", или, как говорят, "деградирует",
совершая механическую работу. Деградированная часть тепловой энергии уже не
может эффективно совершать работу в данных условиях, она поглощается
холодильников, "выбрасывается" в окружающую среду. Такого рода потери
энергии присущи любому тепловому двигателю.

Однако это еще не все. Внутренняя энергия газа или пара вообще всегда
превращается в энергию движения механизмов лишь частично. Чтобы было
понятнее, вспомним, как механическая энергия движущихся тел превращается в
тепловую энергию. Попала, например, летящая пуля в доску, застряла в ней,
при ударе вся ее кинетическая энергия перешла в тепло - энергию атомов и
молекул. По-другому обстоит дело, когда внутренняя энергия газа или пара
превращается в механическую энергию.

Внутренняя энергия тел складывается из механической энергии атомов и
молекул, находящихся в состоянии хаотического, неупорядоченного движения.
Для того чтобы тепло полностью превратилось в кинетическую энергию движения
поршня тепловой машины, многие миллиарды хаотично мечущихся молекул должны
были бы дружно подлететь к поршню и, ударившись об него, передать ему всю
свою кинетическую энергию. И то всю механическую энергию они не передали бы,
останется еще потенциальная энергия взаимодействия молекул.