Текст
ИЗДАТЕЛЬСТВО
«ДЕТСКАЯ
ЛИТЕРАТУРА»
РЕАКТОРА
ОЧЕРКИ
6П5
К 85
СОДЕРЖАНИЕ
невидимый заряд
3
КАКАЯ ОНА, ЭНЕРГИЯ?
5
КАК ТЕПЛО НА НАС РАБОТАЕТ?
8
СКОЛЬКО ВЕСИТ КИЛОГРАММ УРАНА?
18
МОЖЕТ ЛИ ГОРЕТЬ ВОДА?
24
КАК МЫ ИСПОЛЬЗУЕМ ЭНЕРГИЮ ВОДЫ
30
ЭНЕРГИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЗАЙЧИКОВ
35
КОТЕЛ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ — ЗЕМЛЯ
38
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МУСКУЛЫ
41
РИСУНКИ Б. СТАРОДУБЦЕВА
НЕВИДИМЫЙ
ЗАРЯД
Почему летают самолёты?
Что заставляет двигаться автомобиль и тепловоз?
Зачем в наши дома и на заводы подают электричество?
Для чего едят люди? Действительно, для чего и почему?..
Гы видел, как строят дом? Берут
кирпичи или бетонные плиты, подни¬
мают их, поворачивают, прилажива¬
ют и кладут в нужное место.
И сами кирпичи и дом делают лю¬
ди. Им помогают разные машины: бе¬
тономешалки, транспортёры, краны и
автомобили...
Чтобы люди и машины могли ра¬
ботать — тащить, поднимать, катить и
переворачивать груз, — нужна сила.
И не маленькая.
Откуда берутся силы у человека?
Ну, об этом ты знаешь, как говорится,
с пелёнок. И мама и бабушка не раз
тебе, наверное, твердили: «Не будешь
есть — не будешь сильным». И это чи¬
стая правда. Силу человек получает
вместе с пищей. С ней он, кстати, по¬
лучает и «кирпичи», «строительный
материал», из которого сделан.
А вот откуда берут силы маши¬
ны? Они-то чем «питаются»? Можно
перечислить: нефтью, газом, бензином,
каменным углем, торфом, керосином,
электричеством...
«Но постойте, — скажешь ты, —
чем же вкусная котлета или стакан
молока похожи на бочку чёрной неф¬
ти или на электричество, которого и
в глаза-то никто не видел?» С первого
взгляда ничем. А если подумать, —
очень многим.
И котлета, и молоко, и кусок хлеба
с маслом, и бензин, и газ, и электриче¬
ский ток дают заряд силы нашим
ловким человеческим рукам и могу¬
чим машинам.
Этот невидимый заряд называется
ЭНЕРГИЕЙ. Энергия нужна всем и
всюду. Чтобы построить тепловоз и
плотину, сшить рубашку и портфель,
3
сделать ракету и прочесть книж¬
ку. Она нужна, чтобы текла кровь
по сосудам, чтобы сильными бы¬
ли мускулы и ясной голова... Ко¬
роче говоря, энергия нужна, что¬
бы мы жили.
.. .Трудно приходилось нашим
далёким предкам. Их окружал не¬
понятный и враждебный мир.
Стихийные бедствия, голод, хо¬
лод, дикие животные угрожали
каждому их шагу. И в борьбе с
этими могучими противниками
древние люди могли рассчиты¬
вать только на свои собственные
силы.
Но выручали их не ловкие ру¬
ки и проворные ноги. Быстрые
ноги были и у хищников. Глав¬
ным оружием человека был ост¬
рый и цепкий ум.
.. .Дерево вспыхнуло от удара
молнии. Ветер подхватил искры.
От них загорелось соседнее. За¬
нялся огнём кустарник. Алые
огоньки побежали по траве. И вот
уже полыхает лесной пожар.
В страхе и ужасе бегут из леса
звери. Высоко в небо взмывают
птицы. Только небольшая группа
коренастых, закутанных в шку¬
ры людей держится на опушке.
Страх гонит их прочь, дальше от
пожара. Но они знают: огонь ско¬
ро погаснет. И на месте бушующе¬
го пламени останутся груды зо¬
лотистых углей, около которых
будет тепло в эту холодную ночь.
А под слоем золы можно оты¬
скать мягкие печёные коренья...
Потом кто-то подобрал на по¬
жарище угли, бросил на них
охапку сухой травы. И.вспыхнул
первый костёр. Человек подчинил
себе огонь и стал сильнее всех на
земле.
Почему? Потому, что у него
появился НОВЫЙ ИСТОЧНИК
ЭНЕРГИИ, могучий союзник в
борьбе с голодом, мраком и хищ¬
никами.
4
КАКАЯ
ОНА
ЭНЕРГИЯ!
^Зкажу тебе сразу: никто энергию
не видел. Она не имеет ни цвета, ни
вкуса, ни запаха. Её нельзя потрогать
руками, как, например, кирпич. Есть
только один способ «увидеть» энер¬
гию — нужно заставить её работать.
В наше время люди знают почти
все тайны этой невидимки.
И оказалось, что «просто энергии»
вовсе нет. А есть пять видов энер¬
гии: ХИМИЧЕСКАЯ, ТЕПЛОВАЯ,
МЕХАНИЧЕСКАЯ, ЭЛЕКТРИЧЕ¬
СКАЯ и, наконец, АТОМНАЯ, или
ЯДЕРНАЯ.
Это совсем как с автомобилями.
Ведь никто же из нас не ездил на «про¬
сто автомобиле». Такого нет. А есть
грузовой, автобус, легковой... И хотя
и тот, и другой, и третий — автомо¬
били, но сильно отличаются друг от
друга.
Вот так же и виды энергии.
Мы пока не будем забегать вперёд
и подробно разбираться в их «харак¬
терах и нравах». Всему своё время.
Ведь для этого и написана книжка.
А сейчас поговорим только об их
самых важных свойствах и способно¬
стях.
Первое и главное свойство мы уже
знаем. Все виды энергии «могут рабо¬
тать». Кстати, слово ЭНЕРГИЯ появи¬
лось совсем недавно — в прошлом ве¬
ке. А до этого её так и называли:
РАБОТА.
Второе свойство энергии — ну про¬
сто волшебное! Оказалось, что энер¬
гия из одного вида может превра¬
щаться в другой. Из химической —
в тепловую. Из тепловой — в механи¬
ческую. .. Тут уж ничего похожего на
автомобили. Ведь самосвал всю свою
рабочую жизнь так и остаётся само¬
свалом. ..
И люди давно пользуются этим
замечательным свойством. Они при¬
думали и построили много разных
машин, которые «переделывают»
энергию.
Чаще всего бывает так, что для
нужной «переделки» одной машины
мало. Тогда люди выстраивают маши-
5
ны в цепочки-эстафеты. И машины
передают друг другу энергию, как
эстафетную палочку. Правда, в спор¬
те палочка остается всё той же, а ме¬
няются только бегуны. А в нашей эс¬
тафете меняются и «бегуны» — маши¬
ны— и «палочка»—энергия. От сво¬
ей предшественницы каждая маши¬
на «принимает» один вид энергии, а
следующей «передаёт» уже другой.
Таких цепочек на Земле работает
очень много: на электростанциях, ко¬
раблях и в разных других местах.
И почти все виды энергии люди
переделывают в МЕХАНИЧЕСКУЮ.
Это самая нужная для человека энер¬
гия. Она катит по рельсам поезда и
поднимает в небо самолёты, «шьёт»
рубашки, «собирает» автомобили и
экскаваторы. Механическая энергия
нашего сердца гонит по сосудам
кровь, а энергия мускулов даёт нам
возможность двигаться, писать и ра¬
ботать.
Ну, хорошо. Выточили мы на стан¬
ке деталь или сшили рубашку. А ку¬
да же девалась энергия, которая нам
в этом деле помогала? Чем она стала?
Деталью, рубашкой или чем-нибудь
ещё? Ни тем и ни другим.
Что бы мы с ней ни делали, энер¬
гия всегда остаётся энергией. Она не
исчезает и не создаётся. Она только
переходит из одного вида в другой.
А после того как энергия послу¬
жила человеку — выплавила сталь,
перевезла груз или показала,переда¬
чу по телевизору, — она обязательно
становится теплом, ТЕПЛОВОЙ энер¬
гией.
Вот посмотри: мчится тепловоз.
За ним длинный хвост вагонов...
6
Встречный воздух бьёт тепловозу в
лоб. Цепляется за каждую ступеньку.
Трётся о стенки и крыши вагонов.
Мешает поезду ехать. Под вагонами
стучат колёса, катятся по рельсам и
тоже... трутся о них. И на это трение
уходит почти вся могучая сила теп¬
ловоза.
А от трения все предметы нагре¬
ваются. И проверить это очень просто.
Потри друг о друга свои ладошки —
сразу почувствуешь.
Значит, тепловоз своей работой на¬
гревает рельсы и воздух? Да. Потом
это тепло уходит в атмосферу и ещё
дальше — в космос.
То же самое и автомобиль. Потро¬
гай его колёса после дальней дороги.
Знаешь, какие они горячие!
Так что же получается? Земля
«греет» космическое пространство?
Конечно.
Но космос не только отбирает энер¬
гию у Земли. Он нам шлёт и свою —
солнечную. Она откладывается в ра¬
стениях и превращается... в ХИМИ¬
ЧЕСКУЮ. Рано или поздно растения
погибают, а их остатки становятся
нефтью, газом, каменным углем и
торфом.
Сегодня топливо — главный источ¬
ник энергии на Земле. Или, точнее,
пока главный.
Сжигая его, люди получают почти
всю нужную им энергию. В котлах
на электростанциях, в двигателях ав¬
томобилей, судов и самолётов, в до¬
менных печах, где плавят чугун, и
ракетах каждый год сгорает столько
топлива, что его теплом свободно
можно вскипятить всю воду в Чёрном
море.
** Ь /
7
КАК
ТЕПЛО
НА НАС
РАБОТАЕТ!
■ ассказывают, что много лет назад
у горящего камина сидел мальчик.
Над огнём висела кастрюля. В ней ва¬
рился суп. Вода кипела и бурлила. Из-
под крышки вырывались струйки па¬
ра. Крышка подпрыгивала и дребез¬
жала.
«Почему она подпрыгивает?» —
подумал мальчик. Он взял тряпку и
плотно прижал крышку рукой. Но
удержать её не мог. Непонятная сила
подталкивала крышку снизу. Маль¬
чика звали Джеймс Уатт.
Люди испокон веков кипятили во¬
ду. Варили в котлах похлёбку, куски
мяса, коренья и овощи. Чтобы вода
закипела поскорей, котлы и кастрюли
закрывали крышками.
Когда вода в кастрюле кипит, об¬
разуется пар. И если кастрюля закры¬
та хорошей, плотной крышкой, пара
под ней становится всё больше и боль¬
ше. Он давит во все стороны: на воду,
стенки кастрюли и, конечно, на крыш¬
ку. Ищет выход. В конце концов пар
поднимает крышку и вырывается на
волю. Крышка захлопывается, и пар
опять в ловушке. Снова накапливает¬
ся и старается приподнять крышку.
Всё это ты и сам не раз видел на кух¬
не. То же самое два века назад наблю¬
дал и Джеймс.
Чтобы поднять камень, ведро с во¬
дой или ту же крышку, нужна сила.
Значит, у пара, который подталкивает,
приподнимает крышку над кастрю¬
лей, эта сила есть. Об этом учёные зна¬
ли и раньше. За сто с лишним лет до
рождения Уатта английские механи¬
ки Ньюкомен и Томас Савери уже
строили машины, которые использо¬
вали силу водяного пара. Паровые
машины откачивали воду из уголь¬
ных шахт, тащили вагонетки с углем,
поднимали груз. Но были они слабо¬
сильными, громоздкими и очень про¬
жорливыми. Каждая из них за день
работы «съедала» целую гору угля и
8
«выпивала» тонны воды. А полезной
работы от них было, как говорится,
кот наплакал.
Когда Джеймсу исполнилось шест¬
надцать лет, он поступил в механиче¬
скую мастерскую, где ремонтировали
насосы, паровые машины и ткацкие
станки. Он стал отличным механиком,
мастером «золотые руки», и придумал
замечательную паровую машину.
Это была «кастрюля» с тремя
крышками. Две закрывались наглухо.
Чтобы получить пар, в специаль¬
ном паровом котле кипятили воду.
Из него по трубе пар шёл к машине.
Уаттовская машина была во много
раз лучше других. Ей было нужно
меньше угля и воды. Работала она бы¬
стрее и пользы приносила больше.
С неё начался знаменитый «век па¬
ра». Задымили трубы фабрик и за¬
водов. По рекам и морям поплыли
первые пароходы. Им не нужно бы¬
ло ждать попутного ветра. Паровая
А третья, внутренняя, крышка —
поршень — могла двигаться. Через
отверстия пар подавался в «кастрю¬
лю»-цилиндр то сверху, то снизу
поршня, и он шёл то вниз, то вверх.
Поршень соединяли с насосом или
станком. Ходил поршень — работал
насос и вращался станок.
машина позволяла кораблям плыть
куда угодно и без парусов.
По рельсам побежали первые па¬
ровозы. Они могли тащить груза
больше, чем сто лошадей сразу. Изо¬
брели и паровой автомобиль. Мир ме¬
нялся прямо на глазах.
Но произошло это не вдруг. Даже
9
умные люди не сразу поняли, какая
могучая сила оказалась в их руках.
Однажды к французскому импе¬
ратору Наполеону пришёл скромно
одетый молодой человек. Он разло¬
жил перед императором чертежи не¬
обыкновенного судна. Никаких пару¬
сов и высоких мачт. Лишь посредине
судна возвышалась длинная и тонкая
труба. Из неё чёрными клубами ва¬
лил дым. По бортам корабля видне¬
лись громадные колёса. Вид у судна
по тем временам был просто ужас¬
ным. Едва выслушав изобретателя,
Наполеон прогнал его прочь. А через
двенадцать лет императора везли в
ссылку на остров Святой Елены.
И вдруг по правому борту показался
корабль... Ты догадываешься какой?
Конечно, тот самый. С длинной тру¬
бой и громадными колёсами. На нём
гордо развевался флаг Англии —
смертельного врага Наполеона. Ока¬
залось, что Фултон — так звали изоб¬
ретателя парохода — от французско¬
го императора отправился прямо в
Англию. И там его изобретение оце¬
нили сразу...
А изобретателя паровоза Стефен¬
сона в одной из «учёных» комиссий
спрашивали: «Не будут ли докрас¬
на раскалённые труба и топка пу¬
гать скот, пасущийся на лугах?» —
«Нет, — терпеливо отвечал Стефен¬
сон, — коровы будут думать, что топ¬
ка и труба паровоза просто выкраше¬
ны в красный цвет».
В России паровые машины строил
замечательный механик Ефим Алек¬
сеевич Черепанов. Его машины рабо¬
тали на рудниках и в мастерских.
А в 1834 году он пустил на Урале пер¬
вую в России железную дорогу с паро¬
вой тягой.
Сто лет не было машины лучше,
чем машина Уатта. Но однажды слу¬
чилось вот что.
В Англии устроили морской парад.
Корабли заняли свои места. Коман¬
ды выстроились на палубах. И в этот
момент перед кораблями появилось
маленькое судёнышко. Никто его сю¬
да не приглашал. Адмирал приказал
догнать нарушителя и отвести его
в гавань. В погоню бросилось самое
быстрое судно. Но не тут-то было. Су¬
дёнышко легко ушло от погони.
Капитаном судна был инженер
Чарлз Парсонс. Он установил на сво¬
ей яхте новый двигатель — паровую
турбину.
Если паровая машина похожа на
насос — вверх-вниз, вверх-вниз, — то
турбина похожа на волчок, усажен¬
ный лопатками. Кстати, «турбо» по-
латыни и есть волчок. Струя пара из
трубки-сопла бьёт в лопатки и раскру¬
чивает турбину.
Парсонс положил этот «волчок»
набок и укрепил на валу турбины
винт. Вращалась турбина, вращался
винт, и судно быстро плыло вперёд.
Сейчас турбины не только плавают
по морям. Их главное занятие — ра¬
бота на электрических станциях, где
тепло превращают в электричество.
А сто лет назад появился ещё один
двигатель. Энергию он получал тоже
от топлива. Но горело оно не в топке
парового котла, а внутри самого дви¬
гателя. Поэтому его так и назвали:
двигатель внутреннего сгорания. Со¬
кращённо — две.
Он похож на паровую машину —
тот же цилиндр и поршень. Но ему не
нужно пара, не нужно котла и тол¬
стых паровых труб. Работает он так.
В цилиндр впрыскивают жидкое
топливо — нефть или бензин. Там оно
вспыхивает, и от этого получаются
раскалённые газы. Они давят на пор¬
шень и толкают его. А поршень кру¬
тит вал, на котором укреплено колесо
или винт.
Изобретатель двигателя немецкий
инженер Рудольф Дизель очень им
гордился. Он думал, что лучшего дви¬
гателя не сделает никто. Но на заво¬
де «Русский дизель» в Петербурге ра¬
бочие и инженеры построили маши¬
ну куда лучше. Она была меньше и
легче, а главное, работала на самом
дешёвом топливе — нефти. От этой
машины и пошли современные ДВС.
Хотя их по привычке и называют
«дизелями».
Сейчас двигатель внутреннего сго¬
рания — главный работник на тран¬
спорте. Посмотри вокруг повнима¬
тельнее. По морям и рекам плывут
теплоходы. На железных дорогах
трудятся тепловозы. По дорогам и
улицам мчатся автомобили. В возду¬
хе стрекочут вертолёты и маленькие
юркие самолёты. На полях — трак¬
торы и комбайны. Все они плавают,
12
ездят и летают благодаря этому про¬
стому и неприхотливому двигателю.
Правда, суда плавали, а поезда ез¬
дили по рельсам ещё и до его появле¬
ния. А вот автомобиль и самолёт без
него вообще бы построить не смогли.
Хотя инженеры и пытались это сде¬
лать.
Дедушку современного автомобиля
построили ещё двести лет назад во
Франции. На нём были установлены
паровая машина и котёл. Испытание
состоялось в Париже. Выглядело оно
очень торжественно. Впереди шли по¬
лицейские и разгоняли толпы зевак.
За ними, в клубах дыма и пара, ехал
экипаж. А следом на подводах везли
бочки с водой и ящики с углем. Каж¬
дые десять минут все останавлива¬
лись. В топку подбрасывали уголь, в
котёл заливали воду — и снова от¬
правлялись в путь. Путешествие про¬
должалось совсем недолго. Управляв¬
ший повозкой изобретатель не спра¬
вился с рулём. Повозка ударилась в
стену дома и взорвалась. Сейчас отре¬
монтированный и почищенный эки¬
паж Кюньо — так звали изобретате¬
ля — занимает почётное место в Па¬
рижском музее транспорта.
А первый настоящий автомобиль
покатился по дороге в 1886 году. Его
своими руками построил немецкий
механик Готлиб Даймлер. Под авто¬
мобиль он приспособил обычную кон¬
ную коляску, установив на ней бен¬
зиновый двигатель собственной кон¬
струкции.
И первый самолёт, построенный
русским морским офицером капита¬
ном первого ранга А. Ф. Можайским,
тоже был слишком тяжёл для полёта.
Его паровая машинная установка ве¬
сила столько, что самолёт сумел толь¬
ко разогнаться и несколько раз под¬
прыгнуть вверх. Можайский и сам от¬
лично понимал, что на паровой ма¬
шине «далеко не улетишь», что само¬
лёту нужен другой, более лёгкий и
мощный двигатель.
Так и случилось. В 1902 году в воз¬
дух поднялся самолёт с бензиновым
мотором. Его построили братья Ор¬
вилл и Уилбур Райт, молодые амери¬
канские механики. Первая попытка
взлететь окончилась неудачей. Уил¬
бур, который летел первым, слишком
резко «задрал» нос самолёта вверх.
Он потерял скорость и рухнул на зем¬
лю. К счастью, никто не пострадал.
Через две недели на крыло самолё¬
та лёг Орвилл. Ничего не подела¬
ешь — так уж управляли этим само¬
лётом. Запустили мотор, самолёт ра¬
зогнался и взлетел. Правда, этот по¬
лёт продолжался только семнадцать
секунд...
Вот какой замечательный двига¬
тель придумали инженеры.
Но от своей «бабушки» — паровой
машины — он унаследовал и серьёз¬
ный недостаток. Ведь поршни ДВС и
поршни паровой машины работают
одинаково: вверх-вниз, вверх-вниз—и
расшатывают двигатель. И чем силь¬
нее двигатель, тем больше. Он даже
может просто развалиться «под уда¬
рами» собственных поршней.
А у турбин, как вы знаете, ни¬
каких «шатающихся» поршней нет.
И угрозы развалиться тоже. Поэтому
они могут быть очень сильными и
мощными.
Совсем недавно на Ленинградском
металлическом заводе это доказали
на деле. Там построили необыкновен¬
ную паровую турбину. Она одна силь¬
нее всех турбин, которые работали
в России до революции.
14
Вот инженеры и задумались. Дви¬
гатель внутреннего сгорания лёгкий
и простой. Но сила его не может быть
очень большою. А с другой стороны —
турбина. Что и говорить, двигатель
замечательный. Но ей нужен котёл.
А ведь современный паровой котёл
ростом с пятиэтажный дом. Нужен
ещё и холодильник, нужны трубы, на¬
сосы. ..
«А нельзя ли соединить лёгкость
и простоту ДВС с мощностью и ско¬
ростью турбины? — подумали инже¬
неры. — Пусть раскалённые газы не
толкают поршни, а раскручивают
«волчок». И такой двигатель появил¬
ся. Его построили у нас в Советском
Союзе ещё в 1939 году и назвали га¬
зовой турбиной.
Газовая турбина похожа на паро¬
вую. Но работать её заставляет не пар,
а струя раскалённого газа. Вот так,
как нарисовал художник.
Это очень лёгкий, мощный и бы¬
стрый двигатель. Он будто создан
для авиации. И сейчас газовые турби¬
ны работают почти на всех самолётах.
Если ты стрелял из настоящего
ружья, то наверняка запомнил, как
приклад во время выстрела бьёт в
плечо. «Отдача», — говорят стрелки.
А откуда она берётся? Давай-ка раз¬
берёмся, что такое выстрел. Мы нажи¬
маем спусковой крючок. Боёк завтора
15
или курка бьёт в пистон. От удара воз¬
никает искра. Она поджигает в патро¬
не порох. Пороховые газы с громадной
силой бьют в донышко пули или дро¬
бовой заряд и... «во все четыре сторо¬
ны» тоже. Пуля от газового толчка
вылетает из ствола, а стрелок получа¬
ет удар в плечо. Сила, которая давит
на ружьё и охотника, называется ре¬
активной.
А если вынуть пулю из патрона и
стрелять «холостым» зарядом? Будет
отдача? Будет. А если подавать порох
или топливо в «ружьё» не порциями,
как в обычном ружье, а непрерывно?
Или сделать так, чтобы заряд сгорал
не сразу, а постепенно? Тогда и реак¬
тивная сила будет непрерывно да¬
вить на «ружьё», отталкивая его. Вот
так и устроен реактивный двигатель.
Говорят, что во Вьетнаме его умеет
делать каждый мальчишка. Берётся
бамбуковая палка. Набивается поро¬
хом. Порох поджигают. Газы от сго¬
ревшего пороха вырываются наружу
и толкают палку вперёд.
Настоящие реактивные двигатели
делают, конечно, не из бамбука, а из
самой прочной стали. Их ставят на са¬
молёты и ракеты.
Самолётные двигатели работают
на жидком топливе — керосине. А ра¬
кетные могут и на жидком и на твёр¬
дом. Устройство самолётного двига¬
теля сильно отличается от ракетного.
И это понятно. Ведь работают они в
разных условиях.
Самолёты летают вблизи от по¬
верхности Земли, в атмосфере. Ина¬
че говоря, в воздухе, который и ну¬
жен для горения. У самолётных «воз¬
душных» двигателей есть специаль¬
ное устройство — воздухозаборник. Во
время полёта его широко открытый
«рот» ловит встречный воздух. Потом
он сильно сжимается и попадает в ка¬
меру сгорания. Туда же впрыскива¬
ют и керосин. От высокой температу¬
ры топливо вспыхивает. Раскалённая
газовая струя вырывается из сопла
и толкает двигатель, а вместе с, ним
16
и самолёт вперёд. Такие двигатели ты
наверняка видел. Помнишь серебри¬
стые «сигары» на крыльях ТУ-104 и
в хвосте у ТУ-154? Так вот это и есть
реактивные двигатели.
Ракеты летают от Земли далеко.
В безвоздушном космическом про¬
странстве. Обрати внимание — в БЕЗ¬
ВОЗДУШНОМ. Но гореть ведь топли¬
во должно...
Поэтому на ракетах возят с собой
и топливо и воздух, а точнее — кис¬
лород.
Если ракетный двигатель работает
на жидком топливе, то для его работы
нужны два бака. Один с топливом,
другой с кислородом. Топливо и кис¬
лород подаются в камеру сгорания...
Ну, а дальше тебе всё известно.
На самом деле на ракетах несколь¬
ко баков. Когда топливо и кислород
в одной паре кончаются, её «выбрасы¬
вают за борт», а топливо и кислород
берут из следующей. Когда и она опу¬
стеет, переходят к третьей...
Ты помнишь сообщения о запусках
спутников? «Первая ступень отдели¬
лась нормально... Вторая ступень от¬
делилась. .. Третья ступень...» Эти
ступени и есть баки для топлива и
кислорода.
А твёрдое топливо смешивают с
кислородом ещё на Земле. И оно сго¬
рает прямо в баке. Когда один бак
«выгорит», его отделяют, выбрасыва¬
ют. Топливо начинает гореть в следу¬
ющем. .. Это те же ракетные ступени.
Все двигатели, о которых мы рас¬
сказали, — близкие родственники.
Всем им для работы нужно топливо.
Сгорая, оно выделяет тепловую энер¬
гию. Поэтому машины и называются
тепловыми.
Сейчас на Земле ещё много топли¬
ва. Но запасы его с каждым годом
уменьшаются. Учёные считают, что
топлива хватит ещё лет на сто—сто
пятьдесят. И то, если мы будем его
расходовать по-хозяйски — экономно
и бережливо. А это значит, что люди
должны лучше использовать старые и
искать новые источники энергии.
Какие? О них и пойдёт речь
дальше.
17 2 А. Крылов
сколько
ВЕСИТ
КИЛОГРАММ
УРАНА!
Гы слышал об атомных электро¬
станциях и атомоходах? Наверняка и
слышал и читал. Атомные электро¬
станции вырабатывают электричест¬
во, а атомоходы-ледоколы ведут кара¬
ваны судов с грузами по Ледовитому
океану.
Использовать энергию атома люди
научились совсем недавно. Первая
в мире атомная электростанция нача¬
ла работать в 1950 году в небольшом
городке Обнинске под Калугой. А пер¬
вые атомные корабли появились ещё
позже. Всего двадцать лет назад.
Но вот слово АТОМ, оказывает¬
ся, знакомо людям с незапамятных
времён.
Двадцать три века тому назад жил
в Древней Греции учёный по имени
Демокрит. Он много размышлял о
природе, окружавшей человека. Ду¬
мал о том, из чего же «построены» ве¬
щи и предметы, вода и камень, дере¬
вья, цветы и животные. У него не бы¬
ло сложных приборов, которые помо¬
гают учёным в наши дни. Но именно
у Демокрита родилась гениальная до¬
гадка. Он представил, что всё в при¬
роде состоит из частиц. Ну, как дом
состоит из кирпичей. Эти природные
«кирпичики» невидимы глазу, и
меньше их нет ничего на свете. Раз¬
делить их на части просто невозмож¬
но. Своим частицам Демокрит дал на¬
звание «атом», что значит «недели¬
мый».
Только много веков спустя выяс¬
нилось, что древний учёный заблу¬
ждался.
Сто лет тому назад французский
физик Анри Беккерель, уходя домой,
прибирал свою лабораторию. Он
убрал в шкаф пробирки и колбы
для химических опытов. Положил
на полочку фотопластинки, завёр¬
нутые в плотную чёрную бумагу.
Оглядел ещё раз сверкающие чисто¬
той столы. И заметил несколько ку¬
сочков вещества, свойства которого
изучал. Вещество называлось ураном.
Беккерель очень торопился. Собрав
кусочки, он бросил их на полку, и
18
один из них упал на пакет с фотопла¬
стинкой. Погасив осветительный газо¬
вый рожок, Беккерель закрыл двери
и ушёл.
На следующий день Беккерель
стряхнул с пакета лежавший на нём
кусочек, сделал на пластинку нужный
снимок и проявил её. Она была засве¬
чена. Там, где лежал кусок урана,
виднелось чёрное пятно. Учёный уди¬
вился, но опыт повторил уже созна¬
тельно. И вновь увидел на пластинке
ясный «портрет» кусочка урана.
Разгадкой этой тайны занялись
другие учёные, Мария Склодовская и
Пьер Кюри. Они стали испытывать
разные вещества. И обнаружили, что
точно так же ведут себя ещё радий
и полоний. Но почему? Объясне¬
ние могло быть только одно. Из са¬
мых глубин «неделимых» атомов
идут потоки каких-то частиц. Они и
засвечивают пластинки. А это означа¬
ло, что атом не самая мелкая частица.
Есть частицы и помельче.
Сейчас мы почти точно знаем, как
устроен атом. Представь себе тяжё¬
лую каплю мёда, вокруг которой об¬
лачком вьётся мошкара. Мошки тол¬
кутся около капли, не в силах от
неё оторваться. Примерно такую же
картину мы увидели, если бы смог¬
ли рассмотреть атом любого вещества.
АТОМ
НЕЙТРОН
ЯА.РО
В центре тяжёлая «капля» — ядро.
Вокруг лёгкие, подвижные «мош¬
ки» — электроны. Они, словно привя¬
занные, крутятся вокруг ядра. Прав¬
да, не беспорядочно, как живая мош¬
кара, а каждый по своему пути —
орбите.
Но и это ещё не всё. Ядро, оказы¬
вается, тоже сложено из крепко-на¬
крепко сжатых частиц. Их называют
протонами и нейтронами. Ядро напо¬
минает пружину, туго стянутую ве¬
рёвкой, и, как пружина, хранит в се¬
бе громадную силу. Для того чтобы
пружина распрямилась и отдала
спрятанную в ней энергию, нужно
разрезать верёвку. Для того чтобы от¬
дало энергию ядро, нужно его раз¬
рушить, разорвать невидимые нити,
опутывающие частицы. Тогда они
разлетятся в стороны и отдадут энер¬
гию в окружающее пространство.
Легче всего разрушаются (а по-
научному— делятся) — ядра «тяжё¬
лых» веществ — урана и плутония.
Тяжёлыми их назвали потому, что
в их ядрах много частиц. Для деле¬
ния достаточно, чтобы в ядро, как
в мишень, попала частица — снаряд.
Оказалось, что самыми лучшими «сна¬
рядами» являются нейтроны. Те са¬
мые, из которых и состоит ядро.
Постоянное «место жительства»
нейтронов — ядро. Однако всегда сре¬
ди нейтронов-«домоседов» находятся
и любители путешествий. Они покида¬
ют ядро и бродят в куске урана, как
туристы по дорогам. Рано или позд¬
но такой путешественник сталкивает¬
ся с каким-нибудь другим ядром. От
удара оно раскалывается, и оттуда
вылетают уже два нейтрона. Так или
иначе, но они обязательно расколют
два следующих ядра. Теперь в кус¬
ке урана уже будет четыре снаряда.
И пошло-поехало... Одно за другим,
как поленья под топором, разлетают¬
ся ядра и отдают, отдают энергию,
скрытую в них. Много энергии —
много тепла. От одного килограмма
20
урана можно получить столько же
тепла, сколько от двух тысяч тонн
сгоревшего угля.
Представляешь, как здорово! До¬
статочно привезти один или два свин¬
цовых ящика-контейнера с ураном —
и большая электростанция обеспече¬
на топливом на целый год. Поэтому
атомные станции строят там, где нет
поблизости угля, нефти или торфа.
Самое главное на такой станции —
АТОМНЫЙ или, точнее, ЯДЕРНЫИ
РЕАКТОР. Это громадный металличе¬
ский цилиндр с дном и крышкой.
Очень похожий на большую кастрю¬
лю или котёл. Внутри котла — стерж¬
ни из урана и трубы с водой. Сна¬
ружи на крышке реактора — разные
приборы и механизмы. В урановых
стержнях идёт деление ядер, «горит»
ядерное топливо и сильно нагревает
воду.
Насосы гонят горячую воду в ПА¬
РОГЕНЕРАТОР. По-русски это слово
означает «делающий пар».
Устройство парогенератора про¬
стое: труба в трубе, как говорят инже¬
неры. По внутренней трубе течёт горя¬
чая вода из реактора. По наружной,
навстречу ей — вода из холодильника.
Тепло от реакторной воды передаётся
холодной. Она нагревается, закипает
и превращается в пар. Пар подаётся
на лопатки ТУРБИНЫ, и она начи¬
нает вращаться.
Отдав тепло, реакторная вода сно¬
ва возвращается в реактор, снова на¬
гревается и снова идёт в парогенера¬
тор. Кольцо, по которому она течёт,
называют ПЕРВЫМ КОНТУРОМ.
А пар, раскрутивший турбину,
идёт в холодильник. Там он охлаж¬
дается и превращается в воду. Вода
опять течёт в парогенератор и снова
превращается в пар... Это второе
кольцо с водой и паром так и назы¬
вают: ВТОРОЙ КОНТУР.
РЕАКТОР, ПАРОГЕНЕРАТОР и
ТУРБИНА с холодильником называ¬
ются АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ
УСТАНОВКОЙ — АЭУ. Управляют
установкой автоматы и человек —
оператор.
Такие установки работают на
атомных электростанциях и ледоко¬
лах. Турбины на электростанциях пе¬
ределывают энергию атома в электри¬
чество, а турбины ледоколов — в дви¬
жение. Могучие АЭУ помогают ледо¬
колам водить караваны судов через
самые толстые льды. А в августе
1977 года ледокол «Арктика» через
сплошные ледяные поля прошёл к са¬
мому Северному полюсу. Ни один ле¬
докол до него не смог этого сделать.
Мы бы совсем не удивились, если,
прочитав всё это, ты задал нам ну хо¬
тя бы два вопроса.
Вопрос первый. Почему вода вто¬
рого контура закипает и превращает¬
ся в пар? А в первом контуре никако¬
го пара нет?
Вопрос второй. Для чего вообще
нужны два контура? Почему бы не
21
получать пар сразу в реакторе? Ведь
тепла там для этого хватает.
На первый вопрос ответить не¬
сложно. Вода в первом контуре не ки¬
пит потому, что она там сильно сжа¬
та. А чем выше давление, тем больше
надо нагреть воду, чтобы она заки¬
пела.
А на второй вопрос мы ответим,
начав издалека.
Хотя уран «горит» тихо и совсем
не страшно, он очень опасен для лю¬
дей. Во время деления ядер получает¬
ся много «осколков» и частиц, кото¬
рые с большой скоростью летят в раз¬
ные стороны. Этот поток называют ра¬
диацией. Радиация наносит вред все¬
му живому. Поэтому вокруг реактора
всегда стоят толстые бетонные стены.
Они называются биологической за¬
щитой.
И два водяных контура в АЭУ
придуманы, чтобы защититься от ра¬
диации. Вода первого контура «зара¬
жена» излучением и, как уран, испу¬
скает частицы. А если эту «заражён¬
ную», «грязную» воду превратить в
пар, то и трубы, и насосы, и турбина
станут тоже радиоактивными.
Вот поэтому и решили: пусть реак¬
торная, радиоактивная вода нагре¬
вает «другую» воду. Стенки трубы
сильно уменьшают поток вредных ча¬
стиц. И вода второго контура остаёт¬
ся чистой или почти чистой. Вокруг
турбины и холодильника биологиче¬
ской защиты строить не нужно. И лю¬
ди могут спокойно работать рядом с
ними.
Действие радиации первым испы¬
тал на себе Пьер Кюри. Этот муже¬
ственный человек несколько часов
держал руку над кусочком радия.
Через некоторое время на руке по¬
явились ожог и рана. Пьер Кюри вы¬
лечился. А люди поняли, что с радием
и ураном надо «держать ухо востро».
Сейчас инженеры научились де¬
лать хорошую защиту. Поэтому атом¬
ные станции совсем неопасны. Их
можно строить прямо в городах. Они
значительно «чище», чем тепловые,
и не загрязняют воздух пылью, золой
и дымом.
Вокруг атомных станций даже
строят теплицы, где выращивают ово¬
щи и цветы. А Ленинградская атом¬
ная станция, которая построена рядом
с Финским заливом, помогает рыба¬
кам. Тёплая вода, охлаждающая тур¬
бины, течёт в залив. В ней обильно
растут водоросли — пища для рыб.
А там, где есть пища, есть и рыба.
Атомная энергия поможет людям
и ещё в одном важном деле. Сейчас
на Земле всё больше не хватает прес¬
ной воды. Самой обыкновенной, кото¬
рую мы пьём и которой моемся. И не
потому, что мы стали больше пить
или чаще мыться. Всё больше воды
забирает наша промышленность. Она
нужна и для выплавки чугуна, и для
добычи нефти, и для выработки элек¬
тричества. Очень много её нужно для
сельского хозяйства. У нас есть места,
где много солнца, плодородная земля.
А воды нет. Поэтому люди там роют
каналы и насосами гонят воду из рек
и озёр на изнывающие от жажды
ПОЛЯ»
Но главные водные запасы на Зем¬
ле — в морях и океанах. А вода в
них, как известно, солёная. Чтобы ею
можно было пользоваться, морскую
воду опресняют. Делается это просто:
солёную воду кипятят. Из неё выделя¬
ют пар. Его собирают в конденсаторах
и охлаждают. Получается пресная
вода. Её немного подсаливают «для
вкуса» — и, пожалуйста, мойся, пей
или поливай сады и огороды. Из «кот¬
ла» удаляют осадки и снова заливают
туда солёную морскую воду. Да и са¬
ми осадки — тоже полезный продукт.
В них есть ценные вещества: марга¬
нец, натрий, калий и даже немного
золота.
Для опреснения воды нужно много
энергии. Вот эту энергию и могут
дать атомные станции.
На восточном берегу Каспийско¬
го моря в безводной и жаркой пустыне
22
■w .
Ш ■ 1^0
' , 'L'X >.‘ Й* i i
A *; ж
шт
--I. 't'4
, ; •’ 4 Г <ч f , ,
’^’v' •, ■•,.‘p4' у ж,-; . '’ >)
*
вВк. . ■ ■ ■ : .
«§й ® ’ ‘ A -., kft s$£ i«..,. ,.« .- <! ‘
стоит город Шевченко. Вы, конечно,
тут же представили себе ровную, как
стол, землю, высушенные зноем улицы
без травы, без деревца. И ошиблись.
Там сколько угодно воды. Есть тени¬
стые аллеи и фонтаны. Город весь
в цветах. И все эти чудеса — дело че¬
ловеческих рук. В Шевченко построе¬
на атомная электростанция. Её энер¬
гию почти целиком забирает мощная
опреснительная установка. Она даёт
городу воду, а промышленности —
сырьё: соли натрия, калия, марганца
и многое другое.
Сейчас атомные электростанции
вырабатывают энергии во много раз
меньше, чем тепловые. Раз в двадцать
примерно. Но скоро, лет через двад¬
цать—тридцать, атомные станции ста¬
нут главной силой земной энергети¬
ки. По двум причинам. Во-первых,
потому, что топлива становится всё
меньше. И во-вторых, потому, что
сжигать его очень неразумно. Из неф¬
ти, газа и каменного угля можно де¬
лать много полезных вещей. Искус¬
ственное волокно, а значит, и рубаш¬
ки, пальто и шубы; искусственные ма¬
териалы, которые прочнее стали; стек¬
ло, вату, детали для машин и многое,
многое другое.
В общем, учёные считают, что
к 2000 году больше половины элек¬
тричества будут «добывать» на атом¬
ных электростанциях. И электриче¬
ство это будет раз в десять дешевле,
чем то, которое производят на тепло¬
вых электростанциях сейчас.
Очень быстро растёт атомная энер¬
гетика у нас в Советском Союзе. В де¬
сятой пятилетке будет построено ещё
10 атомных электростанций.
Новые станции дадут нам электри¬
чества в три раза больше, чем сегодня
вырабатывают все атомные электро¬
станции СССР.
23
МОЖЕТ ЛИ
ГОРЕТЬ
ВОДА!
Гы помнишь сказку о лисичках-
сестричках, которые «взяли спички,
к морю синему пошли, море синее
зажгли»? И как оно горело-полыхало,
а пожарные тушили его «пирогами и
блинами и сушёными грибами». «Че¬
пуха всё это, — скажешь ты. — Не
горит вода ни морская, ни речная, ни
озёрная. Водой, наоборот, тушат огонь
на пожарах». И будешь прав. Но не
совсем.
Сама вода не горит — это точно.
Но вот что интересно: она состоит из
элементов, один из которых замеча¬
тельно горит, а второй — прекрасно
поддерживает горение. Водород и
кислород. Так они называются. Но и
это ещё не всё. Среди «нормального»
водорода изредка попадаются частич¬
ки вдвое тяжелее обычных. Такой во¬
дород называют тяжёлым водородом
или дейтерием. Так вот, именно с ним
люди и связывают свои мечты об
энергетическом изобилии.
Уже давно известно, что если два
атома тяжёлого водорода соединить
вместе, то получится ядро нового эле¬
мента — гелия и выделится много
энергии. Один килограмм дейтерия
даёт столько же энергии, сколько 14
миллионов килограммов угля. Если
уголь, конечно, сжечь.
А знаешь, сколько этого дейтерия
в океане? Столько, что человечеству
его хватит на 50 миллиардов лет.
Однако соединить два ядра очень
трудно. Для этого дейтерий нужно
нагреть до солнечной температуры
в 200 миллионов градусов! И только
в таком пекле ядра дейтерия сольются
и отдадут скрытую в них энергию.
Но в такой адской жаре всё, что
есть в природе, испаряется, превра¬
щается в газ — плазму. А если всё,
то и установка, где дейтерий будут
нагревать, тоже превратится в- газ?
Конечно. Значит, ничего и не полу¬
чится? К счастью, это не так.
Дело в том, что плазма —- это ме¬
шанина из частиц и кусочков вещест¬
ва: электронов, нейтронов, ядерных
осколков и целых ядер атомов. Все
они имеют электрический заряд. Этим
и воспользовались учёные. Они реши¬
ли «упаковать» плазму в магнитное
поле.
24
Что такое магнитное поле, сразу и
не расскажешь... Но попробуем.
Наверное, ты хотя бы раз держал
в руках магнит. Этот кусок металла
притягивает к себе всякую железную
мелочь: гвозди, кнопки, канцелярские
скрепки... И сам крепко «прилепляет¬
ся» к железу.
Во многих книжках, которые ты
читал или скоро прочтёшь, описаны
опыты с магнитом и железными опил¬
ками. Насыпь на картон кучку желез¬
ных опилок. Поднеси снизу к листу
магнит и слегка постучи по картон¬
ке. Кучка, как по волшебству, рас¬
сыплется. Вместо неё появятся кра¬
сивые и чёткие круги из... опилок.
Волшебства тут, конечно, никакого
нет. Просто на опилки подействовало
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ, и они послуш¬
но выстроились вдоль его СИЛОВЫХ
ЛИНИИ.
Силовые линии существуют вокруг
магнита всегда — есть опилки или
нет. Опилки просто «проявляют» эти
невидимые линии, как проявитель
проявляет изображение на фотобума¬
ге. Вот эта сетка из силовых линий и
заставляет каждую заряженную ча¬
стицу двигаться по определённому
пути. Не позволяет ей лететь куда
угодно. Магнитный кулак сжимает
разлетающуюся плазму в тонкий
шнур. Между шнуром и стенками
установки получается пустота. И стен¬
ки остаются целыми и невредимыми.
Магнитный пресс делает ещё од¬
но полезное дело. Чтобы ядра нача¬
ли сливаться, «защёлкиваться», их
должно быть много. Тогда им проще
найти друг друга. Магнитное поле
«сбивает ядра в кучу», рано или позд¬
но они сталкиваются, сливаются и вы¬
деляют энергию. Но...
Но всё это пока надежды. Ещё ни¬
кому на Земле не удалось разогреть
дейтерий по-настоящему и отобрать
от него полезную энергию. Правда, со¬
ветские учёные придумали и построи¬
ли целое семейство установок под об¬
щей «фамилией» «Токамак». В самой
25
последней модели «Токамака» уже
получили температуру в 20 миллио¬
нов градусов. Всего лишь в десять
раз меньше, чем нужно! Пока в «То-
камаках» тратят энергии больше,
чем получают, но всё равно это озна¬
чает, что мы на правильном пути.
Сделать плазму послушной очень
трудно. Она настойчиво ищет в маг¬
нитном неводе хотя бы самую крошеч¬
ную лазейку. И как только находит,
стремительно рвётся наружу. Ядра
дейтерия, ради которых и была «свя¬
зана» магнитная сеть, разлетаются во
все стороны, и всё нужно начинать
сначала.
Поэтому учёные ищут и другие
способы получения энергии от ядра.
Вот, например, как это собирается де¬
лать советский физик академик Ба¬
сов. Маленькая капелька тяжёлой во¬
ды, насыщенной атомами дейтерия,
замораживается. Получается ледыш¬
ка величиной с булавочную головку.
На шарик направляется лазерный
луч. Лазер — это кристалл или труб¬
ка с газом, которые «стреляют» свето¬
вым лучом большой силы. От луче¬
вого «удара» шарик разогревается до
очень высокой температуры. Ядра
дейтерия в нём начинают сливаться
и выделять энергию. Происходит ма¬
ленький взрыв. Под луч подводят
очередную мишень, потом следую¬
щую. .. Взрывы «гремят» один за
другим. Каждый в отдельности даёт
энергии немного, но все вместе...
Учёные подсчитали: чтобы получить
достаточно энергии, каждую секунду
нужно «взрывать» не меньше двадца¬
ти шариков с ядерным топливом.
Тепло, которое выделят шарики,
будет нагревать жидкий литий. Это
такой металл. Литий отдаст его воде.
26
Не тяжёлой, а уже самой обыкновен¬
ной. Вода превратится в пар, а пар
пойдёт в турбину.
Из-за громадной температуры
(200 000 000 градусов — не шутка!)
слияние ядер называют термоядер¬
ной реакцией («термо» по-латыни —
«тёплый, горячий»).
В природе — правда, не на Зем¬
ле — эти реакции — самая обыкновен¬
ная вещь. Термоядерной энергией лю¬
ди пользовались уже тогда, когда
ещё и не знали, что они — люди. Тер¬
моядерный реактор уже миллиарды
лет подвешен у нас над головой —
это всем знакомое, любимое наше
Солнце.
В его недрах многие миллионы
миллионов лет идёт непрерывная
термоядерная реакция. И все эти дол¬
гие годы на Землю падает могучий по¬
ток энергии.
Такие же природные реакторы —
звёзды — разбросаны по всему небу.
Правда, они так далеко, что их энер¬
гия к нам почти не доходит и теряется
в беспредельном космосе.
Термоядерная реакция хороша не
только обилием энергии. Её второе
важное достоинство — чистота.
Помните, мы говорили о биологи¬
ческой защите на атомных станциях?
Так вот, от термоядерных установок
защищаться не нужно. Они ничем не
угрожают человеку — ни излучением,
ни продуктами реакции. Излучения
там нет, потому что ядра не разби¬
ваются, а сливаются. А продукт реак¬
ции — газ гелий, самый безобидный
из всех известных газов. Поэтому тер¬
моядерные реакторы можно будет
устанавливать где угодно. Хотя бы и
на кухне вместо газовой или электри¬
ческой плиты.
Термоядерную энергию скорее все¬
го будут переделывать в электричест¬
во. Правда, для этих станций не при¬
думано даже названия, но то, что они
будут,— это точно. И ждать нам оста¬
лось совсем немного — лет десять—
пятнадцать, как считают учёные.
ЗАРЯДЫ
ДЕЙТЕРИЯ
27
* * *
С водородом связан ещё один инте¬
ресный и важный план. Им собирают¬
ся заменить всем известный бензин.
Для этого есть по крайней мере две
причины.
Причина первая вам известна.
Жечь в двигателях бензин — бесхо¬
зяйственно. Ещё великий химик Дмит¬
рий Иванович Менделеев говорил, что
сжигать нефть (или бензин) — всё рав¬
но что топить печь деньгами. И это чи¬
стая правда, особенно очевидная се¬
годня. Мы уже говорили, что из неф¬
ти можно получить тысячи разно¬
образных полезных продуктов. От
тканей и лекарств до вполне съедоб¬
ной и даже вкусной икры. А мы сей¬
час перегоняем её в бензин, керосин,
мазут. И сжигаем не появившиеся ру¬
башки, костюмы, детали для машин,
лекарства и еду... Вот почему Менде¬
леев считал, что уж лучше топить печь
деньгами, чем нефтью.
Причина вторая. Сегодня уже точ¬
но установлено, что остатки — про¬
дукты горения — загрязняют воздух
нашей планеты, и чем дальше, тем
больше. Каждый автомобиль за год
работы выбрасывает в воздух тонну
очень вредных веществ. Они губитель¬
но действуют на природу, задержива¬
ют солнечные лучи, отравляют воз¬
дух в больших городах.
А по дорогам мира сейчас бегают
250 миллионов машин, в небе летают
сотни тысяч самолётов, по морям плы¬
вут многие тысячи кораблей. И каж¬
дый из этих автомобилей, самолётов и
судов «коптит небо».
Но у людей нет другого выхода.
Нет другого такого же замечательного
топлива, как нефть и бензин.
Пока нет. Но очень возможно, что
будет. Таким топливом может стать
водород. Ещё Ломоносов знал, что,
если соединять водород и кислород,
получается вода и выделяется тепло.
Этим и заинтересовались учёные и
инженеры. Многие считают, что водо¬
род — самое замечательное топливо.
Во-первых, его запасы в воде морей и
океанов громадны. Во-вторых, водо¬
род при сжигании никуда не исчезает.
Соединяясь с‘кислородом, он образует
ту же воду. Поэтому водород — самое
«чистое» топливо. Из выхлопной тру¬
бы «водородного» двигателя будет вы¬
ходить безобидный водяной пар.
Водородное топливо сможет рабо¬
тать на любом транспорте, в промыш¬
ленности, обогревать дома и выраба¬
тывать электричество.
Сейчас водород добывают химиче-
ci им способом из нефти. Способ этот
дорогой и водорода даёт мало. Но
есть и другой, «электрический» спо¬
соб, Его называют электролизом.
Через воду пропускают сильный
электрический ток. Он разбивает во¬
ду на водород и другие частицы. Водо¬
род--газ лёгкий. Он поднимается на
поверхность и «выскакивает» из воды.
Тут его «ловят» и собирают в бал¬
лоны.
Для электролиза нужно много
электричества. Поэтому добывать во¬
дород по-настоящему мы сможем,
если у нас будет в достатке электри¬
ческой энергии. А достаток появит¬
ся, когда на Земле всерьёз заработа¬
ют атомные и термоядерные электро¬
станции.
И вот какая тогда получится це¬
почка : ядерная реакция — электри¬
28
чество — электролиз — водород, топ¬
ливо для двигателей.
Инженеры даже придумали, как
будет выглядеть эта цепочка в работе.
В океанах и морях построят плаву¬
чие атомные электростанции. Элект¬
ричество от них пойдёт на добычу во¬
дорода. Полученный водород по тру¬
бам будут перекачивать на сушу. На
заводах этот лёгкий газ будут пре¬
вращать в жидкость и по трубам или
в баллонах раздавать, кому нужно.
Но дело обстоит не так просто.
Жидкий водород быстро испаряется
даже при комнатной температуре.
Поэтому бак, в котором его хранят,
вроде бы должен плотно закрываться.
Но тогда под крышкой очень скоро
скопится много водородного пара и
бак взорвётся; Поэтому водород хра¬
нят в открытых баках — дьюарах.
Секрет их в том, что они «открыты»
ровно настолько, чтобы не взрывались
и теряли как можно меньше водорода.
Чтобы потери были совсем маленьки¬
ми, водород нужно очень сильно ох¬
лаждать — до двухсот—двухсот пя¬
тидесяти градусов мороза. Понятно,
что построить такие «термосы» очень
сложно. Особенно для автомобилей.
Ведь они должны быть не больше
обыкновенного бензобака.
* * *
Ну, а теперь давай-ка оглянемся
назад. Припомним, о чём мы узнали,
и подведём кое-какие итоги.
Мы познакомились с двумя цепоч¬
ками получения энергии.
В начале первой — топливо. Оно
хранит в себе ХИМИЧЕСКУЮ энер¬
гию. Сжигая топливо, мы эту хи¬
мическую энергию переделываем в
ТЕПЛОВУЮ. Топливная цепочка се¬
годня главная.
В начале второй цепочки стоит
атомное ядро — кладовая АТОМНОЙ,
или ЯДЕРНОИ, энергии. Разделяя
ядро, мы ядерную энергию тоже прев¬
ращаем в ТЕПЛОВУЮ. В недалёком
будущем мы будем получать тепло и
от слияния ядер. Ядерная цепочка се¬
годня не главная. Но зато в будущем
она станет самой важной.
Обязательное звено этих двух це¬
почек — тепло, ТЕПЛОВАЯ энергия.
Люди не умеют, да вряд ли когда-ни¬
будь и сумеют обойтись без неё и
в топливной и в ядерной цепочках...
Но эти две цепочки не единствен¬
ные. У человечества есть в запасе и
другие источники энергии, а значит,
и другие энергетические цепочки. Од¬
ними люди пользуются давно. К дру¬
гим только ещё приглядываются.
29
КАК МЫ
ИСПОЛЬЗУЕМ
ЕРГИЮ
ВОДЫ
Гебе, наверное, попадалась на гла¬
за такая картинка. Из деревянного
жёлоба на колесо, усаженное лопатка¬
ми, падает струя воды. Колесо враща¬
ется и крутит большой плоский ка¬
мень — жёрнов. В центре камня отвер¬
стие. В него сыплют зерно. Жёрнов
трётся о неподвижную основу и пере¬
малывает зерно в муку. Струйка муки
течёт и течёт в мешки, и перемазан¬
ный, белый, как Дед-Мороз, мельник
грузит их на телегу. Это знаменитая
водяная мельница, которая веками
«кормила» человечество.
Или ещё. От водяного колеса от¬
ходит толстый деревянный вал. На
валу зубчатые колёса. Колёса вра¬
щают сверло, поднимают молот или
раздувают кузнечные мехи. Это уже
фабрика, механическая мастерская.
На мельнице мололи зерно. В ма¬
стерской ковали якоря для парусни¬
ков или подковы для коней. Разную
работу делали на этих «предприя¬
тиях», и разные там работали маши¬
ны. А вот энергию, силу для работы
они черпали из одного и того же ис¬
точника — воды.
Энергия воды — в движении.
В стоячей воде никакое колесо вра¬
щаться не будет, на какие бы хитро¬
сти мы ни пускались.
Надо сказать, что понимали это не
всегда. В средние века в Венеции был
даже специальный пруд, где устраи¬
вались соревнования механиков. Они
пытались заставить работать непод¬
вижную воду. Ничего у них, конечно,
не получалось. Свои неудачи изобре¬
татели объясняли разными причина¬
ми. То вода была слишком холодной,
то солнце слишком горячим. А глав¬
ная причина была в другом: вода-то
не текла...
А откуда и куда текут наши реки?
Они текут сверху вниз. С гор и хол¬
мов — в низины, а в конце концов —
к морю. А что заставляет их двигать¬
ся? Какая сила гонит громадные мас¬
сы воды за сотни и тысячи километ¬
ров к далёким морям и океанам? И на
этот вопрос ответ известен: сила тяже¬
сти. Ведь вода, пролившись из стака¬
на, всегда оказывается на полу.
А как же вода, которая самостоя¬
тельно может течь только сверху
30
вниз, забирается наверх в горы? Ка¬
кой могучий насос «накачивает» её
туда? Этот насос — Солнце.
Солнечные лучи согревают не
только камни, песок и растения. Они
нагревают воду в океанах, морях и
озёрах. Водяной пар поднимается вы¬
соко в атмосферу, унося с собой каж¬
дую минуту миллиард тонн воды.
Когда пар добирается до холодных
слоёв воздуха, он снова обращается
в воду. Капли устремляются к земле и
дождём или снегом падают на её по¬
верхность. Здесь они становятся ру¬
чейками и реками и вновь стремитель¬
но или плавно несут свои воды к мо¬
рю. Круг замыкается...
Это великое движение называют
круговоротом воды в природе.
Вода и сейчас, как тысячи лет на¬
зад, работает на человека. Правда,
она теперь редко уже мелет зерно и
раздувает огонь в кузнечном горне.
Главная её специальность — выраба¬
тывать электричество.
Реку перегораживают плотиной.
В плотине оставляют несколько труб-
отверстий с громадными заслонками.
В каждой трубе устанавливают ко¬
лесо с лопастями — гидравлическую,
или, попросту, водяную турбину. Вал
соединяет турбину с электрическим
генератором. ф
Вода, встретив преграду — плоти¬
ну, — начинает подниматься. Чем вы¬
ше поднимается вода, тем больше в
ней накапливается энергии. Когда за¬
слонку в трубе открывают, вода устре¬
мляется к турбине и со страшным
напором бьёт по её лопастям. Турбина
начинает вращаться. Вместе с ней
вращается электрический генератор
и вырабатывает ток.
Плотина, турбины и генераторы
называются ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕ¬
СКОЙ СТАНЦИЕЙ. Сокращённо —
ГЭС.
В Советском Союзе много полно¬
водных, могучих рек. В европейской
части СССР все крупные реки — и
Волга, и Днепр, и Кама — уже выра¬
батывают электричество. На Волге по¬
строен целый каскад электростанций.
(Каскад — это когда гидростанции
строят на реке одна за другой.) Много
электростанций и на Днепре.
А вот в сибирских реках неисполь¬
зованной энергии ещё очень много.
Поэтому там строят могучие, под
стать самим рекам, гидроэлектриче¬
ские станции. Самая большая ГЭС в
мире построена под Красноярском на
Енисее. Там же, на Енисее, сейчас
строят ещё более мощную Саяно-Шу¬
шенскую ГЭС. Место для неё выбра¬
ли в глубоком ущелье с крутыми бе¬
регами. Енисей перегородили высо¬
кой бетонной плотиной. В плотине
поставят десять гидроагрегатов. Так
называют гидротурбину вместе с
электрическим генератором.
Строительство ГЭС стоит дорого.
Но зато энергия, которую они выра¬
батывают, — самая дешёвая. Потому
что её источник—«бесплатное» Солн¬
це. Помнишь, мы говорили о солнеч¬
ном «насосе»?
Но оказывается, не только Солнце
передаёт воде свою энергию. Этой же
работой занимается и наше «ночное
светило» — Луна. Нет, она не нагре¬
вает воду и не поднимает пар в заоб¬
лачные выси. Она действует своим
лунным притяжением.
Известно, что все небесные тела
притягиваются. Сила притяжения за¬
висит от веса или, точнее, от массы
тела. Чем больше масса, тем сильнее
оно тянет к себе всё, что находится
вокруг. Чем дальше тела друг от дру¬
га, тем слабее притяжение. Чем бли¬
же — тем сильнее.
32
Луна — наша ближайшая косми¬
ческая соседка — довольно сильно
«тянет» к себе Землю и всё, что на ней
есть. Она не висит над одной точкой,
а вращается вокруг Земли. И по пути
«приподнимает» предметы, над кото¬
рыми находится. На суше это неза¬
метно. Но в просторах океанов рож¬
дается волна, и очень даже заметная.
Дважды в сутки с точностью часов
она пробегает по всем океанам и мо¬
рям. Громадные массы воды плавно
поднимаются и так же плавно опу¬
скаются, а у берегов возникают при¬
ливы.
«Лунные» волны несут в себе мно¬
го энергии. В сто раз больше, чем вы¬
рабатывают все гидростанции мира.
Правда, эту энергию, рассеянную по
просторам океанов, поймать невоз¬
можно. Ведь не будешь же строить
ГЭС посреди Тихого океана. Но кое-
какие «крохи» уловить всё же удаётся.
«Ловят» энергию так. Разыски¬
вают бухту с узким входом. Перего¬
раживают вход плотиной и устанав¬
ливают в ней турбины и генераторы.
Во время прилива и отлива вода по
трубам подходит к турбинам и вра¬
щает их.
Обычно вода поднимается на три—
четыре метра. Но есть места, где при¬
лив высотою с целый дом. А чем выше
волна, тем сильнее вода бьёт в лопа¬
сти турбин — и значит, больше от¬
даст им энергии. Наши учёные счи¬
тают, что в северном «углу» Охотско¬
го моря, там, где в него впадает река
Пенжина, можно построить прилив¬
ную станцию в три раза более мощ¬
ную, чем Красноярская ГЭС.
Первые электростанции на побе¬
режьях морей и океанов уже появи¬
лись во Франции и в СССР. Мощность
нашей станции на Кольском полуост¬
рове, правда, не велика. Но инженеры
и учёные уже разрабатывают новые
проекты приливных станций на побе¬
режьях северных морей. Они дадут
Северу энергию, которой там с каж¬
дым годом нужно всё больше и
больше.
33 3 А. Крылов
* * *
Ты помнишь, мы говорили о сред¬
невековых механиках, которые за¬
ставляли работать стоячую воду?
И как у них ничего не получалось?
Так вот, совсем недавно советские
учёные придумали, как это сделать.
Глубоко под воду в море или боль¬
шое озеро опускают громадный ци¬
линдр. В «крышку» цилиндра встав¬
лена одна или несколько труб с зад¬
вижками. В трубах — гидроагрегаты.
Если задвижки открыть, вода по тру¬
бам потечёт в пустой цилиндр. По пу¬
ти она пройдёт через турбины и заста¬
вит их вращаться. Турбины будут ра¬
ботать до тех пор, пока цилиндр не за¬
полнится целиком. После этого агре¬
гаты остановятся.
Зачем же такая станция, если она
не может работать всё время? А вот
зачем. На электростанциях давно
знают, что с утра, когда на заводах
запускают станки, и вечером, когда
включаются все лампы, фонари и теле¬
визоры, энергии нужно много. А но¬
чью — совсем мало.
Утром и вечером на станциях все
генераторы работают на полную мощ¬
ность. И всё-таки энергии не хватает.
А ночью большую часть агрегатов
останавливают. Их энергия никому
не нужна. Вот эти подводные электри¬
ческие станции и помогут в трудную
минуту электростанциям наземным.
Но для этого их нужно подготовить
к дневной работе — откачать из ци¬
линдров воду. А это свободно можно
сделать электрическими насосами
ночью, когда энергии на электростан¬
циях сколько угодно. Подводные стан¬
ции будут как бы «запасать» электро¬
энергию впрок.
Ты уже, конечно, понял, что и топ¬
ливо и вода сами энергии не делают.
Они всего лишь «хранители» энергии
Солнца.
А нельзя ли обойтись без них?
И брать энергию прямо от нашего све¬
тила? Оказывается, можно. Вот по¬
слушай.
ЭНЕРГИЯ
СОЛНЕЧНЫХ
ЗАЙЧИКОВ
« п усть всегда будет солнце», —
поётся в известной всему миру песенке.
Это замечательно, когда солнце, ког¬
да много света и тепла, когда можно
загорать и купаться, есть сочные яб¬
локи и красные сладкие арбузы.
Но Солнце — не только для загара.
Загар, в общем-то, — дело десятое.
Главное в другом.
Солнечная энергия — начало всему
живому на Земле. Под лучами солн-
нышка распускаются почки, зреют
плоды и наливается соками пшеница,
тянутся к небу деревья-великаны, зе¬
лёный ковёр травы покрывает землю.
Но в пустынях, где нет воды, под
их испепеляющим жаром раскаляют¬
ся пески и трескаются камни. Там жи¬
вительная энергия Солнца становится
губительной, ненужной.
«Лишняя» солнечная энергия есть
не только в пустынях. Ведь не каж¬
дый же солнечный луч находит свою
травинку или листок. Солнце нагрева¬
ет и асфальт городских улиц и крыши
домов... И люди давно думали, как
бы эту «лишнюю» энергию употребить
с пользой.
Они построили много разных сол¬
нечных установок. Самая простая —
увеличительное стекло. Да-да, то са¬
мое, что наверняка побывало у тебя
в руках. Оно собирает в тонкий луч
солнечный свет — и начинает дымить¬
ся кусок дерева, клочок бумаги и ча¬
сто — что там говорить — твои собст¬
венные штаны. И чем больше стек¬
ло — линза, — тем мощнее солнечная
игла. Чтобы прожечь брюки, доста¬
точно совсем маленькой линзы. А для
того, чтобы в ясный полдень вскипя¬
тить чайник, она должна быть разме¬
ром с колесо от трактора «Кировец».
35 з*
А чтобы ведро? А бочку? Стёкла нуж¬
ны совсем большие.
В общем, это не лучший способ
«ловли» солнечной энергии.
Ты, наверное, слышал о солнечных
батареях, которые дают энергию кос¬
мическим кораблям. А может быть,
и видел их на рисунках. Ажурные
крылья-решётки — это они и есть. Де¬
лают их из особых материалов — по¬
лупроводников. От ударов солнечных
частиц в них возникает электричество.
Им заряжают обыкновенные, поч¬
ти такие же, как на автомобилях, ак¬
кумуляторы. И на космическом кораб¬
ле всегда есть электрическая энергия.
Сейчас солнечные батареи работа¬
ют пока не очень хорошо. Они «пе¬
ределывают» в электричество всего
лишь десятую часть пойманной сол¬
нечной энергии. Поэтому их использу¬
ют только в космосе, где другим спо¬
собом энергию не получить.
Но если батареи будут работать
хотя бы в три раза лучше, то их мож¬
но будет применять и на Земле. Сол¬
нечные электростанции, наверное, бу¬
дут строить в пустынях. Раскалён-
36
ный песок накроют громадным полу¬
проводниковым «одеялом». Солнеч¬
ные лучи отдадут ему свою энергию
и превратятся в электрический ток.
Его соберут на станции и передадут
по проводам в дома, в школы, на за¬
воды и фабрики.
Но далеко не вся энергия, которую
к нам посылает Солнце, добирается до
поверхности Земли. Ведь наша плане¬
та окутана толстой шубой плотной ат¬
мосферы, облаками, золой из завод¬
ских труб и частицами пыли. Поэтому
учёные готовятся к тому, чтобы за¬
пустить «полупроводниковую» элект¬
ростанцию в космос. Там для солнеч¬
ных лучей нет никаких помех. Выра¬
ботанное станцией электричество пре¬
вратят в мощный пучок радиоволн
и направят его на Землю. А здесь
этот луч снова станет электрическим
током.
Учёные думают и ещё над одним
«солнечным» проектом. Его им «пред¬
ложила» сама природа.
Ты уже знаешь, что источник энер¬
гии для растений и животных — Солн¬
це. Листья деревьев и травинки жадно
впитывают солнечные лучи. Под дей¬
ствием их энергии в клетках растений
одни вещества превращаются в дру¬
гие. В них-то и накапливается энергия.
Но уже не солнечная, а химическая.
Эту энергию мы и используем, когда
едим хлеб и пьём молоко. Ведь пи¬
ща для людей тоже источник энер¬
гии. Как солнце — источник энергии
для растений.
Вот если бы научиться у живых
клеток пользоваться Солнцем, как
они. А потом построить искусствен¬
ные «клетки-заводы» раз в миллиард
мощнее, чем живые.
Тогда в пустынях, да и вообще вез¬
де, где много солнца, могут появить¬
ся удивительные энергетические поля.
Представь себе. По жёлтым пескам
пустыни под жарким южным солн¬
цем змеятся прозрачные трубы. В тру¬
бах текут реки «живых», или, как го¬
ворят химики, органических, раство¬
ров. Точно таких, как в клетках расте¬
ний. Растворы жадно впитывают сол¬
нечные лучи, и в них возникают но¬
вые вещества, «нафаршированные»
химической энергией. Насосы подают
растворы в цеха заводов. Там их про¬
пускают через фильтры и забирают
богатые энергией продукты. Забрав
«урожай», в раствор добавляют нуж¬
ные вещества и вновь отправляют его
в поход за энергией
Люди испокоц веков поступают
почти так же. СаЖают в землю семе¬
на, ухаживают за всходами и терпе¬
ливо ждут, ког^аКод лучами Солнца
растение выраб’^г, созреет и накопит
в свофс клетках питательные вещест¬
ва. .. Растение срывают и собирают
семена |длд будущих урожаев. А по¬
том съедают либо «дершки» —- зёрна
пшеницы, ржи или помидоры, — либо
«корешки» — картошку, морковь или
свёклу. Как было сказано раньше,
забирают из них богатые энергией
продукты.
Для искусственных «солнечных»
полей понадобится много места. А его
на Земле сколько угодно. Есть и в Аф¬
рике — знаменитая пустыня Сахара,
и в Азии — пустыня Гоби, и у нас
в СССР — Каракумы. ' Wp
А много ли энергии получат люди
с этих солнечных грядок? Оказывает¬
ся, очень много — в шестьдесят раз
больше, чем от всего топлива, которое
мы сейчас добываем' |
Кроме того, солнечная «добавка»
к топливному и атомному «пайкам»
не нанесёт никакого вреда природе.
Она не будет загрязнять атмосферу,
воду и почву.
А перекачивая энергию из жарких
мест в холодные, люди смогут управ¬
лять климатом. И наша планета ста¬
нет гораздо удобнее для жилья, чем
сегодня.
Очень заманчивое дело... Но мо¬
жет, это всё — фантазия? Пока — да.
Но учёные уже работают. А раз за это
взялись всерьёз, то солнечные поля
появятся обязательно.
37
КОТЕЛ
« н а пульте управления космолё¬
та «Пионер» вспыхнул красный гла¬
зок индикатора, и тотчас взвыли ре¬
вуны чрезвычайного сообщения. Вах¬
тенный пилот нажал клавишу связи
с бортовой вычислительной машиной.
Бесстрастный электронный голос про¬
изнёс: «Прямо по курсу неизвестное
космическое тело. Дистанция полтора
парсека. Тело движется по круговой
орбите вокруг звезды диаметром две¬
сти тысяч километров. Приступаю
к уточнению полученных сообще¬
ний...» Пилот включил микрофон и
торопливо сказал: «Командира про¬
сят в главную рубку...» Неизвестное
тело, таинственная звезда. Экспеди¬
цию ожидала встреча с миром, о ко¬
тором никто ничего не знал...»
Что-нибудь похожее почти всегда
можно прочесть в книге о космических
путешествиях будущего. Об откры¬
тиях новых планет, где трава лилово¬
го, а небо чёрного цвета, о звёздах, из¬
лучающих таинственное мерцание.
И когда читаешь такие книги, кажет¬
ся, что все тайны — в космосе. А ведь
очень важная, и даже, может быть,
главная, тайна у нас под ногами —
в недрах Земли.
Людям удалось подняться над
Землёй на сотни километров. Они сле¬
тали на Луну, послали автоматиче¬
ские станции на Марс и Венеру. А вот
38
забраться глубоко внутрь Земли ещё
не смогли. Лишь в нескольких местах
удалось заглянуть под земную поверх¬
ность на пять—десять километров.
А что делается ещё глубже? А в са¬
мом центре?
Земля очень похожа на орех с твёр¬
дой скорлупой— оболочкой, внутри
которой раскалённое ядро. Темпера¬
тура там выше, чем в доменной печи.
А значит, и все вещества расплавле¬
ны. Чем ближе к поверхности, тем
меньше температура. Но и на глубине
двадцать километров она ещё очень
высокая — шестьсот градусов. Рас¬
плавленная масса с громадной силой
давит на «скорлупу», будто хочет её
разорвать, и по трещинам поднима¬
ется наверх. Если на пути попадается
вода, она мгновенно закипает, обра¬
щается в пар, и из земли начинают
бить горячие источники.
Для того чтобы нагреть и вскипя¬
тить воду, люди тратят очень много
драгоценного топлива. А тут подстав¬
ляй трубы и пускай воду прямо к го¬
родам и посёлкам. Во многих местах
так и делают.
Кроме того, подземный пар и го¬
рячую воду подают на электростан¬
ции. Пар по трубам идёт к турбинам и
вращает их, а электрический генера¬
тор вырабатывает ток. Совсем как на
обычных тепловых электростанциях.
Только на этих станциях паровых кот¬
лов не нужно. Они под землёй. Назы¬
вают такие электростанции ГЕОТЕР¬
МАЛЬНЫМИ, то есть земнотепло¬
выми.
Первая такая станция построена
в Советском Союзе на Камчатке.
В 1968 году она дала ток и тепло ры¬
бацкому посёлку Озёрная. Тепло по¬
дают в дома и в теплицы, и жители по¬
сёлка почти круглый год едят зелё¬
ный лук, петрушку и огурцы.
Такие же станции строят и в дру¬
гих странах. А недавно прямо под Па¬
рижем во Франции открыли целое озе¬
ро горячей воды. Теперь учёные ре¬
шают, куда эту воду лучше всего на-
39
править — в квартиры парижан или
на электростанции.
Чтобы пользоваться подземными
котлами, совсем не обязательно искать
горячие источники или озёра. Инже¬
неры предлагают их создавать «свои¬
ми руками».
В толще земли бурят две скважи¬
ны и глубоко под поверхностью соеди¬
няют их подземным каналом. По од¬
ной скважине в горячие слои закачи¬
вают холодную воду, а по второй
горячая вода и пар поднимаются на¬
верх. Подземное тепло есть всюду,
под любой точкой земной поверхно¬
сти. И под Москвой, и под Сахарой,
и в тундре. А в тундре, как известно,
«двенадцать месяцев зима, осталь¬
ное— лето», и земное тепло там нуж¬
но как нигде. Но вообще это крохи
той энергии, которая таится в земном
ядре. Если бы удалось к нему добрать¬
ся, люди могли бы спокойно жить и
трудиться многие тысячелетия.
Однако сделать это во много раз
труднее, чем подняться в космос. Сей¬
час в подземные глубины лишь «за¬
глядывают» с помощью скважин.
Скважины бурят громадными свёр¬
лами — бурильными установками.
Несколько километров стальных труб
с механическим зубом — буром —
медленно вращаются и метр за метром
опускаются всё ниже. Но глубже, чем
на десять километров, такое сверло
забраться не может. Длинная колонна
из труб рвётся от собственной тяжести.
Для серьёзных подземных путешест¬
вий нужно придумывать что-то сов¬
сем новое. Может быть, специальный
корабль — подземоход.
Первый подземоход построили в
Советском Союзе, подсмотрев, как ра¬
ботает живой крот. Он рыхлит землю
острыми зубами, потом, вращая голо¬
вой, утрамбовывает её и быстро дви¬
жется вперёд.
Механического «крота» вооружи¬
ли твёрдыми металлическими зубами,
крепкой вращающейся «шеей» и по¬
роховым двигателем. На испытаниях
он забрался очень глубоко — на семь
километров.
Поэтому вполне возможно, что од¬
нажды не в фантастической повести,
а в газете мы прочтём рассказ коррест
пондента об экспедиции к центру Зем¬
ли на подземоходе.
40
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
МУСКУЛЫ
Г ы заметил, что почти в каждом
рассказе мы обязательно вспоминаем
об электричестве? Говорим ли мы
о тепловой энергии, атомной или энер¬
гии воды, мы обязательно в конце кон¬
цов скажем об электрической станции.
На производство электричества
люди тратят треть тепловой энергии.
Электричеством становится вся энер¬
гия, взятая нами от рек. Да и ядерная
энергия нам нужна, если только пере¬
делана в электрическую. И это не слу¬
чайно.
Электричество — самый «умелый»
вид энергии. Оно может всё или поч¬
ти всё.
Наш век называют по-разному.
И ядерным веком, и ракетным, и кос¬
мическим. Но самым точным было и
остаётся название: век электричества.
Доказывать это не нужно. Доста¬
точно посмотреть вокруг. В наших до¬
мах — электрические утюги, пылесо¬
сы, телевизоры, приёмники, электро¬
бритвы, электрический свет, лифты.
На улицах — трамваи, троллейбусы.
На железных дорогах — электрички.
Под землёй — метро. Электричество —
это миллиарды двигателей на заводах,
электронные вычислительные маши¬
ны. .. Если бы электричество вдруг ис¬
чезло, жить нам стало бы в сотни раз
труднее.
Полезного электричества в при¬
роде нет. Ну, сверкнёт молния, про¬
гремит гром. И всё. Электричество
нельзя брать «в готовом виде» из при¬
родных кладовых, как уголь, нефть
или гидроэнергию. Появление элект¬
ричества — заслуга человеческого ума.
Рассказывают, что давным-давно
профессор Луиджи Гальвани у себя
дома читал лекции студентам. У ка¬
мина его жена стальным ножом сни¬
мала кожу с лягушек, предназначен¬
ных на ужин, и складывала их на
оловянную тарелку. Заслушавшись,
она уронила нож. Он упал на лапку
очищенной лягушки и концом кос¬
нулся тарелки. Лапка дёрнулась так,
будто мёртвая лягушка хотела вы¬
прыгнуть из тарелки. Синьора расска¬
зала о случившемся мужу. Он повто¬
рил опыт с лапкой ещё много раз и
41
решил, что открыл «животное элек¬
тричество». Оно, считал Гальвани,
возникает в живом теле и управляет
работой мышц и мозга.
Но правильно эту загадку разга¬
дал замечательный физик Алессанд¬
ро Вольта. Он не верил в «животное
электричество» и считал, что лягушка
в опытах Гальвани ни при чём. Элект¬
ричество, говорил Вольта, возникло от
соприкосновения двух разных метал¬
лов — стали и олова. А лапка была
просто проводником. Как и обычный
медный провод. И через девять лет
доказал это делом. Он построил из
медных и цинковых пластин источ¬
ник тока — вольтов столб. И в честь
Гальвани назвал гальваническим эле¬
ментом.
Многие годы эти элементы помога¬
ли учёным изучать тайны электриче¬
ства. Они дали ток первым электро¬
магнитам. От них русский физик Пет¬
ров зажёг первый з^Октрический ис¬
точник света — вольтову дугу.
Но элементы Вольта были очень
слабыми. Чтобы получить достаточно
тока, из пластин строили высокие и
громоздкие башни. Поэтому их и на¬
зывали столбами.
В начале прошлого века хозяин
лондонской переплётной мастерской
взял в ученики четырнадцатилетнего
мальчишку. Сын бедного кузнеца, он
не закончил даже начальной школы.
Но был любознателен и любил читать.
Звали мальчика Майкл Фарадей. Од¬
нажды, переплетая том Большой Бри¬
танской энциклопедии, он прочёл
статью об электричестве. Рассказ о его
чудесных свойствах поразил Майкла.
Из старых железок и обрывков про¬
водов он начал строить разные элект¬
рические приборы и ставить на них
опыты.
Фарадей узнал, что вокруг провод¬
ника с током всегда возникает маг¬
нитное поле. Помните круги из же¬
лезных опилок? Вот точно такое же.
«Электричество превращается в маг¬
нетизм! » — писали тогда в учёных
журналах.
И Фарадей подумал: «Если элект¬
ричество превращается в магнетизм,
то почему бы не сделать наоборот и
попробовать магнетизм превратить
в электричество?» А чтобы постоянно
помнить об этом, он положил в кар¬
ман сюртука два магнита. Фарадей
поставил сотни опытов, построил де¬
сятки приборов. И наконец, через де¬
вять лет работы, в 1832 году, в науч¬
ном журнале появился рисунок. Точно
такой, как нарисовал художник. Меж¬
ду двух магнитов тонкий медный
диск. Рядом магнитная стрелка. Ес¬
42
ли диск вращается, магнитная стрел¬
ка поворачивается. Если диск оста¬
навливается, стрелка занимает на¬
чальное положение. Фарадей объяс¬
нил, что при вращении диска магни¬
ты создают в нём ток. Ток создаёт
«магнетизм», и стрелка отклоняется.
Обратили внимание — «при враще¬
нии»? Нет вращения — нет тока. Мы
сейчас об этом говорим так: МЕХА¬
НИЧЕСКАЯ энергия движения пре¬
вращается в ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.
Прибор Фарадея так и назвали:
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ генера¬
тор. То есть устройство, которое из ме¬
ханической энергии «делает» электри¬
ческую. Правда, настоящий генератор
был построен через тридцать лет. Но
опыты Фарадея проложили путь к со¬
временной электроэнергетике. И сей¬
час почти всё электричество выраба¬
тывают электромеханические генера¬
торы. Называют их по-разному. Если
генератор вращается от паровой тур¬
бины, это турбогенератор. Если его
крутит водяная трубина, то его назы¬
вают гидрогенератором. Но дело от
этого не меняется. Правда, в современ¬
ных генераторах медного диска, как в
приборе Фарадея, нет. Электричество
там возникает в медных проводах, ко¬
торые вращаются в магнитном поле.
А через несколько лет после от¬
крытия Фарадея, в 1838 году, рус¬
ский учёный Б. С. Якоби изобрёл пер¬
вый электродвигатель. Электродви¬
гатель делает всё как бы наоборот.
Энергию электрического тока он пре¬
вращает в движение. Якоби установил
его на лодке, названной «электриче¬
ским ботом Якоби», и испытал её на
Неве. В те дни газеты писали: «... ка¬
тер с двенадцатью человеками, дви¬
жимый электромеханической силой...
ходил несколько часов противу тече¬
ния, при сильном противном ветре...»
От этих двух открытий и можно
отсчитывать начало электрического
века.
Как всё новое, электричество при¬
знали не сразу. В него поверили лишь
после того, как на парижских улицах
зажёгся «русский свет» — осветитель¬
ные лампы Яблочкова.
Так что же такое электричество?
Электрический ток, написано в учеб¬
никах, — это поток электронов. Пом¬
ните, как устроен атом? В центре яд¬
ро, вокруг которого, словно привязан¬
ные, вьются электроны. Но оказыва¬
ется, электроны «привязаны» к ядру
далеко не одинаково. Одни — сильно,
другие — не очень. Вот эти-то «не¬
крепко привязанные» электроны и со-
АККУМУЛЯТОР
ГЕНЕРАТОР
ПАРТЕР
|ЩП|
здают ток. Они легко покидают свой
атом и становятся путешественника¬
ми. Особенно много таких свободных
электронов в металлах, где они и бро¬
дят безо всякого порядка. То забе¬
рутся в чужой дом — атом, то снова
пускаются в путь. Но такое вот беза¬
лаберное движение электронов ещё
не ток. Ток возникает, когда все сво¬
бодные электроны начинают дружно
перемещаться в одном направлении.
Как автомобили на улице с односто¬
ронним движением. Автомобилями
управляют шофёры. А электронами
в проводах электромеханического ге¬
нератора — магниты. Они и заставля¬
ют все электроны двигаться в одну
сторону.
Электричество совершило настоя¬
щую революцию в жизни людей.
На фабриках стали ненужными
паровые машины. Их заменили элект¬
родвигатели. Электрический провод
доставляет энергию, а электродвига¬
тель превращает её в движение. Он,
правда, «не смог справиться» с бензи¬
новым двигателем в транспорте. Ведь
самолёт или автомобиль не могут та¬
щить за собой электрический провод.
Однако и на транспорте нашёлся вы¬
ход. Над железной дорогой и улицами
протянули электрические провода. На
крышах поездов, трамваев и троллей¬
бусов установили токосъёмники. Ток
от электрического генератора течёт
по проводам, по ним скользит токо¬
съёмник (дуга) — и двигатель вращает
колёса.
А о том, что сделало электричест¬
во с нашей обычной домашней жиз¬
нью, и говорить не приходится. Ска¬
жи-ка : смогли бы мы прожить без
электрической лампочки? Или без те¬
левизора, стиральной машины, поло¬
тёра, лифта, телефона? Ну, конечно,
смогли бы. Но жизнь была бы куда
трудней и скучней. Ни в кино сходить,
ни радио послушать.
Но, в конце концов, не в кино дело.
Электричество — главная энергия на¬
шей промышленности.
Для получения электричества лю¬
ди используют три «цепочки».
Самая главная цепочка — топлив¬
ная. Сейчас с её помощью получа¬
ют девять десятых всего электриче¬
ства. На втором месте — гидростан¬
ции. Они дают примерно одну двадца¬
тую электрической энергии. И на по¬
следнем месте — атомные электриче¬
ские станции.
Но это не значит, что так будет
всегда. Уже лет через двадцать —три¬
дцать картина изменится. Атомные
станции будут вырабатывать полови¬
ну электричества. Гидростанции да¬
дут одну десятую, а всё остальное —
тепловые. Люди будут беречь топливо,
которого и сейчас не так уж много.
А лет через пятьдесят тепловые элект¬
ростанции вообще станут редкостью.
Такой же, как сегодня паровоз.
Электричество от станции течёт
как река. Так же, как у реки, у него
есть русло — электрический провод.
И так же, как у настоящего ручья,
источник — электрический генератор.
Как и река, электричество несёт в себе
заряд энергии и заставляет работать
самые разные машины: мельницу, мо¬
лот, станок... Но настоящая река на¬
чинается, как известно, «с голубого
ручейка», а электрическая—им закан¬
чивается. Настоящая река собирается
из тысяч маленьких ручейков и речек.
А электрический поток, наоборот, дро¬
бится и делится на реки, речки и ру¬
чейки. Сначала от электростанции по
линиям электропередач идёт могучий
полноводный поток. Эти линии на вы¬
соких опорах вы наверняка видели и
на окраинах городов, и в лесу, и в по¬
ле. Потом на подстанции он делится.
Одна его часть идёт к городу, а вто¬
рая — в сёла и деревни. Городской по¬
ток опять делится на районные. Рай¬
онные — на заводские, фабричные,
уличные. И так до самой маленькой
настольной лампочки, до телевизора
и двигателя на станке. В конце своего
путешествия электричество превраща¬
ется в свет, картинку на экране, в дви-
44
•. ■ ■ .z.
жение сверла или фрезы, в тепло элек¬
трической плитки или электропла¬
вильной печи.
Всем хорошо электричество. Но лю¬
дям известны и его недостатки. Во-
первых, им не нравится способ, каким
его добывают. «Цепочки» очень длин¬
ные. Особенно те, где в электричество
превращается тепло.
Сколько раз должна «переменить
свой наряд» энергия, чтобы стать
электричеством! Сначала горит топ¬
ливо и выделяется тепло. Потом в па¬
ровых котлах кипятят воду и получа¬
ют пар. Давление пара превращают
в движение. И только после этого по¬
является электричество. И сто лет то¬
му назад и сейчас «цепочка» одна и
та же. На этом долгом пути теряется
очень много энергии. И это дорого об¬
ходится человечеству и природе. Каж¬
дую вторую тонну топлива мы добы¬
ваем, чтобы сжечь впустую, чтобы
всего лишь «нагреть воздух». И от сор¬
та топлива — обычного или ядерно-
го — ничего не зависит. Просто тепло¬
вые машины не могут работать лучше.
Значит, подумали учёные и инженеры,
эти машины нужно убрать из цепо¬
чек. Пусть тепло прямо превращается
в электричество. И построили новые
машины — магнитные гидродинами¬
ческие генераторы. «Гидро» значит
«вода». Но на самом деле в этих гене¬
раторах воды никакой нет. А есть рас¬
калённый газ — плазма. Мы уже зна¬
ем, что он состоит из множества элект¬
рических заряженных частичек. Газ
пропускают между магнитами, кото¬
рые «сортируют» частицы. Положи¬
тельные (-f-) — в одну сторону, отри¬
цательные (—) — в другую. Частицы
собираются на двух пластинах. Если
эти пластины соединить проводом, по
нему пойдёт электрический ток.
А дальше уже всё обычно. Но, как го¬
ворится, «скоро сказка сказывается...»
На деле всё оказалось значительно
сложней. Трудно превратить громад¬
ные массы газа в плазму. Для этого
нужна очень высокая температура и
много топлива. Трудно в такой жаре
сохранить целыми и невредимыми де¬
тали и части машины. И ещё много
всяких «трудно». Поэтому таких стан¬
ций ещё очень мало.
46
Второй недостаток электричества
связан уже не с добычей, а с переда¬
чей. Сегодня главные «реки», по кото¬
рым течёт электрический ток, — это
линии электропередач (ЛЭП). И у них,
к сожалению, много изъянов. Там те¬
ряется очень много энергии, они зани¬
мают много места, дорого стоят и, как
узкая городская улочка, обладают
малой «пропускной способностью».
А чем дальше, тем больше нам будет
нужно энергии и тем больше придёт¬
ся строить этих самых ЛЭП.
Инженеры предлагают новый спо¬
соб. Передавать энергию «в заморо¬
женном виде». Оказалось, что некото¬
рые материалы, если их сильно замо¬
розить, передают энергию без потерь.
По тонкой замороженной жилочке
можно передавать столько же тока,
сколько по кабелю толщиной с хорошее
бревно. Значит, будут не нужны гро¬
мадные сети ЛЭП. Сэкономится доро¬
гая медь, к потребителю попадёт боль¬
ше энергии, и освободятся под поля
большие площади.
Замораживают провода жидким
газом гелием. Для этого провод про¬
тягивают в металлическую трубу и
накачивают туда гелий. И вполне воз¬
можно, что скоро вместо воздушных
электрических рек потекут подземные.
Вот и окончилась книжка. Признаемся
сразу, что рассказать обо всём мы не смог¬
ли, да и не собирались. Не смогли потому,
что книжка маленькая. А не собирались по¬
тому, что об этих сложных вещах написано
и пишется в серьёзных научных книгах.
А эта книжка — лишь первое твоё зна¬
комство с очень важным для людей миром,
который называется ЭНЕРГЕТИКОЙ.
ДЛЯ МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
Крылов Алексей Александрович
ОТ КОСТРА ДО РЕАКТОРА
Ответственный редактор И. В. Чурова. Художественный редактор А. В. Карпов.
Технический редактор Т. С. Т и х о м и р о в а. Корректоры В. Г. III и ш к и н а и Л. Л. В у б н о в а.
ИБ 2578
Сдано в набор 16/V 1978 г. Подписано к печати 1 8 IX 1978 г. Формат 60 X 90 ’ / н. Бумага офсетная № 1. Шрифт школь¬
ный. Печать офсетная. Печ. л. 6. Усл. печ. л. 6. Уч.-изд. л. 6,65. Тираж 150 000 экз. Заказ № 559. Цена 50 коп. Ле¬
нинградское отделение ордена Трудового Красного Знамени издательства «Детская литература». Ленинград,
192187, наб. Кутузова, 6. Фабрика «Детская книга» № 2 Росглавполиграфпрома Государственного комитета Совета
Министров РСФСР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Ленинград, 193036, 2-я Советская, 7.
Крылов А. А.
К 85 От костра до реактора. Очерки.
Б. Стародубцева. Л., «Дет. лит.», 1978. —
Книга рассказывает детям младшего школьного возраста
, и доступной форме об истории развития энергетики
Рисунки
47 с., ил.
в интересной
6П 5
70802 — 177
К 79р —78
М101(03)—78
(6) Издательство «Детская литература», 1978 г.