Электричество шаг за шагом

Р-84. ЭНЕРГИЯ ТЕПЛА — ПЕРВЫЕ ШАГИ ГИГАНТА. Когда-нибудь об этом всё же нужно подумать — люди получают немалую реальную помощь от созданных ими машин и сооружений. Огромные подъёмные краны, 750 миллионов автомобилей, бессчётные заводы и сельскохозяйственные фермы, поезда метро, электронные схемы из двух миллиардов деталей в маленьких, с почтовую марку, чёрных корпусах, океанские лайнеры, благоустроенные квартиры с освещением, водопроводом и центральным отоплением, симфонический оркестр и лучшие голоса мира на небольшом пластмассовом диске, сотни тысяч больших самолётов. Даже не верится, что ещё пару тысяч лет назад человек имел лишь то, что мог добыть силой своих мускулов.

Энергию для нынешнего нашего индустриального могущества в основном получают от тепловых процессов, сжигая для этого ископаемое топливо — нефть, уголь, газ. Использованием этого топлива машинами, превращающими тепло в полезную работу, начали серьёзно заниматься лет триста назад. Во всяком случае первая опубликованная идея паровой машины (1) жившего в Египте греческого математика, инженера и изобретателя Герона Александрийского прождала почти две тысячи лет, чтобы превратиться в мощный тепловой двигатель — в паровую турбину. Она, кстати, уже много десятилетий работает на всех крупных тепловых электростанциях, вращает роторы больших электрогенераторов и участвует в производстве примерно 70 процентов мировой электроэнергии.

Первую работающую паровую машину после десяти лет поисков, переделок, налаживания и проверок построил в 1712 году английский кузнец Томас Ньюкомен при помощи своего друга водопроводчика Джона Коули. В главном паровом насосе давление пара поднимало поршень П1 вверх (2). Затем доступ пара в цилиндр насоса перекрывали, остатки пара конденсировались и в цилиндре оказывалось пониженное давление, как иногда говорят, частичный вакуум. При этом атмосферное давление с силой передвигало поршень П1 вниз (3), и этой силы вполне хватало, чтобы через рычаги переместить вверх поршень П2 водяного насоса и откачать снизу вверх заметную порцию воды. Через некоторое время, познакомившись с реальной работой ньюкоменовского насоса, его стали активно закупать и с его помощью даже ввели в строй ранее затопленные шахты. Но главное, этот насос был первой реально работающей паровой машиной, его создатель не просто высказал соображения в пользу пара, но и показал всем, что пар может работать.