В конце XVII века было создано много двигателей, использующих силу водяного пара, — его способность производить работу была известна еще в древности. (Герон Александрийский в первом веке новой эры изобрел машину, которая приводилась во вращательное движение выходящим из нее водяным паром.) Наиболее известна паросиловая насосная установка для подъема воды из рудников. Этот насос работал так: пар из медного котла шел в соседний сосуд, выдавливая оттуда воду вверх. Когда сосуд наполнялся паром, его стенки снаружи окатывали холодной водой. Давление пара мгновенно падало, и вода из рудника поднималась в сосуд по трубе через открытый в это время кран. Значение этой установки состоит в том, что были получены данные о практической возможности использования водяного пара как рабочего тела. Это же значение пара было теоретически обосновано французским ученым Папеном.
В 1763 году русский инженер Иван Ползунов разработал проекты паровой машины, в основу которой были положены те же принципы, что и в современных паровых машинах. Однако в условиях царской России эти планы осуществить не удалось. Позже, в 1784 году, такую машину разработал английский инженер Д. Уатт. Так была создана паровая машина, которая в принципе не изменилась до настоящего времени и работает на многих промышленных предприятиях. Нетрудно видеть, что это изобретение появилось не как некое «божественное озарение или выступление бога во вне», а как результат множества научных и практических сведений, полученных человеком при строительстве и использовании других технических устройств. Паровая машина была построена по принципу движения поршня в цилиндре, что было изучено на пороховых машинах; рабочее тело здесь — водяной пар, известный с древних времен и изученный в новое время на насосах для подъема воды; механизм, передающий движение от паровой машины на рабочие машины, был принципиально разработан и изучен на пружинных (часовых) двигателях.
Люди, таким образом, не могут сразу использовать все имеющиеся в природе виды энергии. Какой вид энергии берет себе на службу человечество и в какой степени оно его использует, зависит от уровня развития производства, техники, науки. Между тем прогресс производительных сил постоянно создает потребность во все больших количествах энергии. Поэтому в определенные периоды возникает противоречие между энергетическими запросами производства и фактическим использованием природных энергетических ресурсов. Разрешается это противоречие путем усовершенствования эксплуатации старых и открытия новых источников энергии и строительства для этого соответствующих технических средств, как мы это видели на примере паровой машины.
В настоящее время начинают играть все большую роль разработка и осуществление проектов электростанций, использующих энергию ветра, морских приливов и отливов, прибоя, тепловую энергию земных недр и т. п. Большое будущее принадлежит гелиоэнергетике. Ведь на нашу планету всего лишь за 10 дней падает столько солнечной энергии, сколько имеется во всем мире запасов угля. И, наконец, полное решение проблемы несет с собой ядерная энергетика, начало которой было положено в нашей стране.
Открытие способов мирного использования ядерной энергии знаменует собой качественно новый этап в истории общественных производительных сил, является революцией в энергетике. Овладение ядерными процессами, совершающимися не только на Земле, но и в бесконечных просторах Вселенной, означает, что человек впервые приступил к подчинению космических сил. До возникновения атомной энергетики все энергетические источники, использовавшиеся людьми, были так или иначе связаны с деятельностью Солнца. Ныне общество ставит себе на службу такую силу, которая позволит человеку не зависеть от этого светила, создать в случае надобности искусственные солнца и, наконец, выйти за пределы солнечной системы.
Пока атомная энергетика развивается на основе промышленного применения цепных ядерных реакций деления. В этих реакциях тяжелые ядра урана «раскалываются» под воздействием нейтронов на более легкие ядра, что сопровождается освобождением огромных количеств энергии. При полном использовании только 1 грамма уранового «горючего» можно получить 20 миллионов килокалорий тепла. Иными словами, теплотворная способность урана примерно в 2,7 млн. раз выше, чем самого лучшего угля. В печати указывалось, что для выработки энергии можно применять и торий. И хотя коэффициент полезного действия существующих ядерных реакторов и атомных электростанций еще невысок, прогресс новой энергетики идет ускоренными темпами во многих странах, в первую очередь в странах социализма. Так, в нашей стране строится несколько крупнейших АЭС и целая серия экспериментальных энергетических реакторов разных типов.
Читать дальше