Как вертит колеса вода?
Проходили тысячелетия, а «запрячь» огонь, заставить его работать человек так и не сумел. Тогда мысли его обратились к движущейся воде.
Когда и где завертелось первое водяное колесо? Его запустили, видимо, и в Древней Индии, и на Ближнем Востоке, и в Древнем Риме. Где бы то ни было, а такие колеса издавна стали служить человеку для вращения жерновов в мельницах, приведения в действие рудобитных машин, позже — для откачки воды из шахт и рудников.
Вода крутила и вертикально поставленные колеса, и расположенные горизонтально. Эффективность их действия была небольшой, но несравнимой с тем, на что были способны люди или животные. Например, на реке Сене во Франции в 1682 году была возведена крупнейшая по тем временам установка. Состояла она из 13 колес диаметром по 8 метров и обеспечивала работу более 200 насосов. Те могли подавать воду на высоту свыше 160 метров и приводили в действие фонтаны в дворцовых парках.
Это говорило о гигантской мощи текущей воды. Но по-настоящему овладеть ею люди смогли лишь в XX веке. Наверняка вы видели изображения огромных плотин, перегородивших великие реки — такие, как Волга, Енисей, Нил. Плотина нужна для создания напора воды. Падая с большой высоты — на горных реках это десятки метров, — вода вращает уже не громоздкие деревянные колеса, а валы турбин, соединенные с генераторами электрического тока. Гидроэлектростанции (ГЭС) внесли немалый вклад в производство дешевой энергии. Однако говорить об их безоблачных перспективах трудно.
Дело в том, что необходимые для них водохранилища выводят из оборота огромные полезные территории. Затопляются поля и леса, подтапливаются прибрежные районы, на дне водоемов скапливается несметное количество вредных осадков. Рыба не может приспособиться к жизни в практически непроточных реках, нарушается экологическое равновесие.
Недавно началось строительство огромной плотины на китайской реке Янцзы. Она будет в два километра шириной и в 100 метров высотой, мощность ее превзойдет каждую из ГЭС, возведенных в мире. Но вот плата за энергию — из бассейна реки надо переселить свыше миллиона человек, многие города просто исчезнут с лица Земли.
Ученые не исключают, что в следующем, XXI веке, когда иные источники станут производить достаточно энергии, многие плотины придется разобрать и водохранилища спустить, вернув реки в естественные русла. Задача благородная, но каков объем работ! И что же заменит нынешние гидроэлектростанции? Ответ на этот вопрос ищут все энергетики.
Не один раз ученым-археологам приходилось ломать голову при раскопках стоянок древних людей. Например, находили палочку с обожженным концом. Одни говорят — это пытались в костре заострить копье или стрелу, другие утверждают — так получали огонь. Сходятся спорщики на том, что человек стал самостоятельно добывать огонь около 100 тысяч лет назад. Именно самостоятельно, потому что в…
С изобретением паровой машины, а позже и турбины, люди смогли наконец заставить выделяемое при сгорании тепло вращать и двигать различные механизмы. Это были и лопатки турбин, и колеса на транспорте, и валы генераторов тока. Беда в том, что невозможно всю выделяемую при сгорании топлива энергию эффективно использовать — превращать в полезную для нас работу. При…
Вы заметили, что в названии станций, на которых производят энергию, обязательно присутствует слово «электро»? То есть, что бы мы ни подавали «на вход», «на выходе» получается энергия в виде электричества. С тех пор как было обнаружено, что в металлах может протекать электрический ток, а в проволочной рамке, вращающейся в магнитном поле, возникает напряжение, стало ясно,…
Да, именно экология уже диктует, а в скором времени, видимо, полностью будет определять требования к любым источникам энергии. Немудрено, что люди вновь и вновь обращаются к тому, что давно и настойчиво предлагает сама природа. Ведь если запасы ископаемого топлива рано или поздно подойдут к концу, если, сжигая его, мы нарушаем тепловой баланс Земли, то не…
А можно ли изобрести такой источник энергии, такой двигатель, который действовал бы «вечно» и вовсе не имел никаких недостатков? Не загрязнял окружающую среду, не нарушал тепловой баланс планеты, вообще не производил бы ничего, кроме «чистой» энергии. Иными словами, представлял бы собой этакое идеальное устройство, избавляющее нас от всех энергетических проблем. Сотни лет насчитывает история создания…
Вы, разумеется, слышали о том, что ток бывает постоянным и переменным. Вот на батарейках и аккумуляторах изображены значки «плюс» и «минус». Это указывает на то, что перед вами источник постоянного тока. Иными словами, если вы подсоедините к нему лампочку или прибор, то по цепочке побегут заряженные частички, образуя электрический ток, причем в одном направлении. А…
Исследования мельчайшего строения вещества привели людей к открытию атомной энергии. Как ни печально, сперва это выдающееся достижение использовали для производства оружия. Но люди нашли способ не только мгновенного, взрывного выделения атомной энергии, но смогли и обуздать ее, то есть заставить ядерные реакции протекать медленнее, так сказать, под контролем. Тогда огромная энергия, скрытая в самых мельчайших…
Стоя под солнечными лучами, мы непосредственно ощущаем, сколько они несут с собой энергии. Но запасать ее так, как это делают растения, мы пока не можем. Однако проектов, изобретений и идей в этой области немало. Вот, например, полупроводниковые батареи, которые позволяют энергию солнечного излучения преобразовывать непосредственно в электричество. Эти источники питания устанавливают на панелях солнечных батарей…
Археологи установили, что самый древний накопитель энергии — маховик — был изготовлен пять с половиной тысяч лет назад. Это был гончарный круг из обожженной глины, довольно долго вращавшийся после раскрутки, постепенно расходуя запасенную энергию. Проведенные в Арктике исследования привели недавно к выводу, что белая шерсть северных животных, особенно медведей, обладает свойством улавливать до 95 процентов…
И в этот час печальная природа Лежит вокруг, вздыхая тяжело, И не мила ей дикая свобода. Где от добра не отделимо зло. И снится ей блестящий вал турбины, И мерный звук разумного труда, И пенье труб, и зарево плотины, И налитые током провода. Н. Заболоцкий Ну, не давала человеку покоя безмятежная природа! Не терпелось ему…