«Обнаружен «демон Максвелла»! Он может послужить основой своеобразного «вечного двигателя», работа которого уже проверена нами в эксперименте», утверждают ученые из Национального университета Австралии, работающие под руководством доктора Денниса Эванса . И приводят такие подробности.

Как известно, французская Академия наук еще сто с лишним лет назад, во второй половине XIX столетия, прекратила рассмотрение заявок па изобретение perpetuum mobile — вечного двигателя. Главная причина такова: академики были уверены, что изобретатели, полагающие, что они научились получать энергию из ничего, обманывают и себя и других, поскольку при этом должен нарушаться один из основных законов физики, называемый вторым началом термодинамики.

В самом деле, это правило гласит, что «с течением времени уровень энтропии, или хаоса, во всякой закрытой системе будет либо нарастать, либо оставаться прежним». Говоря проще, при комнатной температуре кружка с кипятком наверняка остынет, слегка нагрев окружающий воздух, но сама она никогда не нагреется сильнее за счет общего охлаждения окружающей среды.

Этот простой постулат, сформулированный в 1850 году немецким физиком Р.Клаузиусом, еще говорит о том, что энергию нельзя взять ниоткуда — ее можно только потратить или перевести из одного вида в другой. Например, из тепловой в кинетическую.

Кстати, этот способ превращения энергии человек освоил лучше всего. Именно он лежит в основе тепловых машин нашего времени, будь то паровоз, автомобиль, реактивный самолет или атомный котел АЭС…

Впрочем, есть в этом законе одна щелочка, в которую и норовят проникнуть некоторые хитроумные изобретатели. Первым на ее существование указал блестящий английский ученый-теоретик XIX столетия Дж. Максвелл.

«Вот если бы, — предположил он, — существовал некий демон, который бы, находясь меж двух сосудов, пропускал бы из одного в другой только быстро движущиеся, то есть высокоэнергичные, частицы и не пускал медленные, то можно было бы добиться в этих сосудах сколь угодно большой разницы температур. И следовательно, из них можно было бы выкачать сколько угодно энергии. Хотя этот научный парадокс получил в свое время большую популярность, «демона Максвелла» за прошедшие века никто так и не обнаружил.

Очередную попытку предприняли в 70-х годах прошлого столетия. Именно тогда ученые открыли, сначала для себя, а потом уж и для всех нас, новое пространство, названное наномиром. Оказывается, в мире, измеряемом нанометрами, то есть миллионными долями миллиметра, многие законы большого мира уже не действуют.

Недавно в том убедились ученые из австралийского Национального университета (Канберра). Под руководством доктора Денниса Эванса они проводили эксперименты с крошечными капельками латекса одного из производных каучука и резины. И вот тут неожиданно выяснилось, что капли эти ведут себя в сосуде с водой на редкость необычно. Вместо того чтобы отдавать запасенную ранее энергию, остывая до температуры окружающей воды, капельки время от времени повышали свою температуру на время до двух полновесных секунд, забирая энергию у молекул более холодной воды! Потом, правда, статус-кво восстанавливался, накопленная энергия вновь возвращалась обратно, но процесс этот мог повторяться снова и снова…

Пока ученые разбираются в тонкостях подмеченного явления, пытаются понять его суть, перепроверяют друг друга в поисках возможной ошибки эксперимента… Но если все тут окажется правильно — а в добросовестности австралийцев никто из их коллег не сомневается — получится, что «демон Максвелла» в природе все-таки существует! И его, наверное, можно будет использовать для работы, на которую в определенных условиях до нынешнего времени были способны только тепловые трубки и насосы.

С.ВЕТРОВ

Подробности для любознательных

ТЕПЛО ИЗ ХОЛОДА

Вообще-то любое тело в окружающем нас мире имеет температуру выше абсолютного нуля. А коли так, то в принципе можно создать устройство, которое будет эту тепловую энергию потреблять. Впервые этот принцип превратить в реально действующее устройство — тепловую трубу или насос удалось еще в 70-е годы XX века. Устройство и на самом деле представляет собой герметически закрытую с обеих сторон заглушками трубу, частично заполненную жидким теплоносителем.

Одним концом такая труба помещается в зону нагрева, другим — в зону охлаждения, конденсации. В зоне нагрева жидкий теплоноситель, например, фреон испаряется с поглощением теплоты, а в охлаждаемой зоне пар, попадающий сюда из зоны испарения, конденсируется и выделяет теплоту.

Возвращение жидкости в зону охлаждения осуществляется либо за счет внешних воздействий (например, силы тяжести), для чего нагреваемый конец трубы помещают ниже охлаждаемого, либо под действием разности капиллярных давлений по капиллярной структуре (фитилю), располагаемому обычно по внутренней стейке трубы (см. рис.). В последнем случае тепловая труба работает даже в невесомости.

Схема тепловой трубы.

Поскольку КПД теплопередачи в таком устройстве очень высок, то подобную установку можно, например, использовать для отопления дома даже зимой в средней полосе России. Днем, когда пригревает солнышко, тепловой насос закачивает тепло снаружи в специальный теплоаккумулятор, который и отапливает дом ночью. Тепловой же насос в этот момент отключают, чтобы он не гнал тепло из дома наружу.

Теперь же, похоже, появилась возможность сделать следующий шаг по укрощению «демона Максвелла». Наноустройства позволят сделать подобные системы не только более компактными, простыми, дешевыми, но и более эффективными.