Чтение онлайн

При искусственном получении гелия, ставшем возможным лишь в самое последнее время, значительную роль опять-таки играет применение воздуха и воды. Гелий поддается сжижению, а именно путем охлаждения жидким кислородом, при давлении в 100 атм. Хотя гелий, в противоположность кислороду, не горит, он в два раза тяжелее последнего. Быть может, с течением времени химии удастся еще сделать водород несгораемым, путем, например, соответствующего добавления гелия или других благородных газов.

В 1924 г. печать обошло сообщение о том, что известный проф. Сорбонны Шарль Анри напал на совершенно новый способ получения энергии из воды и не путем изобретения новой водяной турбины, но путем химического разложения воды, составные части которой якобы можно применять вместо бензина в моторах. Это сенсационное сообщение открывает возможности, значение которых для всей энергетической проблемы на первый взгляд не поддается учету. Проф. Анри говорит, что повсюду в природе имеются вещества, которые чрезвычайно ускоряют течение известных химических процессов; при этом они сами ни в малейшей степени не затрагиваются этими процессами. В науке подобные любопытные вещества носят название «катализаторов». Что такое катализаторы? Объясним это более подробно.

Взаимодействие одного вещества с другим называется в химии химической реакцией. Без этого процесса, каких существует тысячи, мы не имели бы химии в современном ее развитии, ибо тысячи продуктов, как краски, мыла, кислоты и т. д., были бы человечеству в настоящее время совершенно неизвестны. Действие одного вещества на другое может быть незначительным или большим, медленным или бурным. Оно может быть ослаблено, если-между веществами находится хотя бы тончайший изолирующий слой; оно становится более интенсивным, если соответствующие вещества растворены в воде; реакции вообще не происходит, если в соприкосновение друг с другом вступают химически не реагирующие друг с другом вещества. Мы можем изготовлять некоторые газовые смеси и спокойно сохранять их долгое время, хотя при других условиях те же газы представляют огромную опасность; можно хранить сильно взрывчатые вещества, которые взрываются при определенных условиях и при прикосновении к ним. Различное расположение атомов в веществах создает в одних неустойчивые, а в других устойчивые комплексы (группы) молекул. Неустойчивые группы молекул очень легко распадаются при небольшом даже воздействии на них.

Одной из элементарнейших истин является положение, что теплота помогает осуществлению реакций или ускоряет их, тогда как холод задерживает реакции. Влияние тепла на реакцию образования воды и значение тепла при превращении воды в пар было известно уже Джемсу Ватту при сооружении им первой паровой машины. Давление, сильное встряхивание или электрические разряды также вызывают перемещение молекулярных комплексов. При сильном давлении возможно самовозгорание угольных залежей, сжижение воздуха; электрическая искра применяется в шахтах для воспламенения взрывчатых веществ и т. д. Все эти явления объединяют под понятием катализа в широком смысле этого слова.

Химии однако известны не только возможности при названных условиях вызвать реакцию, но и вещества, которые преобразовывают при более низкой или средней температуре другие вещества. Эти вещества, которые сами не изменяются, но одним соприкосновением с другим веществом производят свое действие, называются катализаторами. Достаточно совершенно незначительного количества катализатора, чтобы в кратчайший срок осуществить подобный загадочный процесс. Проф. Анри стоит на верном пути, пророча воде и ее химическому использованию широкие перспективы в будущем, ибо сама вода в химической науке давно уже известна в качестве необходимого катализатора, причисляемого к катализаторам общего действия, тогда как катализаторами специального действия наука стала пользоваться лишь в последние годы — с прогрессом техники. Как известно, существует целый ряд важных фабричных процессов, которые не осуществимы без применения катализаторов, так как без них они протекали бы слишком медленно. Известный способ Габер-Боша добывания аммиака из азота и водорода основан, например, на участии в соответствующем процессе одного из таких катализаторов — обычно урана. Кроме этого примера, можно назвать сколько угодно других.

Аналогичные процессы имеют место в сотнях других случаях, когда к известным веществам прибавляются кислоты; железо, медь, алюминий, ртутные соли, перекись марганца сплошь и рядом употребляются в качестве ускорителей реакций; медные соединения применяются при производстве анилиновой черной краски; окись кобальта, пятиокись ванадия, вольфрамовые кислоты и др. служат сильными катализаторами в самых различных химических процессах.

Проф. Анри, опираясь на теорию катализаторов, говорит, что в природе должны быть вещества, которые могут в сильной степени ускорять процесс распада воды на ее составные части, водород и кислород, — процесс, при обыкновенной температуре протекающий бесконечно медленно; получающиеся при указанных ускоренных реакциях газы смогут применяться в двигателях внутреннего сгорания для автомобилей и т. д.

Несмотря на возражения как теоретического, так и практического характера, выдвигаемые против плана Анри, имеется основание предполагать, что идея Анри в недалеком будущем перейдет из области проекта в действительность. Доказательством этого служит всем известный факт, что легко взрывающийся гремучий газ представляет собою не что иное, как смесь водорода и кислорода.

В известном смысле водяной мотор, проектируемый Анри, уже осуществлен, если и не для автомобилей, то во всяком случае для дирижаблей, где имеется возможность брать с собою в больших количествах газ, получаемый с помощью воды. Как известно, конструкторы дирижаблей уже долгие годы мечтают о замене бензинового мотора какой-либо другой машиной или о замене бензина другим топливом. Несмотря на то, что бензин является наиболее концентрированным топливом, а бензиновый мотор самым легким, все-таки воспламеняемость бензиновых паров, образующихся при сгорании в моторе, несет с собою чрезвычайную опасность для дирижабля. Если вспомнить, что цеппелин «Америка» при перелете через океан взял с собою 30 000 кг бензина, то ясно становится, какой источник опасности представляет собою подобная масса легко воспламеняющегося вещества. Лишь в 1926 г. на верфях в Фридрихсгафене, где строятся цеппелины, удалось бензиновый мотор заменить в новых дирижаблях совершенно новым двигателем внутреннего сгорания, питаемым газовой смесью.

Д-р Эккенер, пилот цеппелина «Америка», пишет о новом горючем следующее: «Многими делались попытки заменить бензиновый мотор мотором, работающим на сырой нефти, но с отрицательным результатом, так как вес мотора, работающего на сырой нефти, слишком велик. Конструкторы дирижаблей особенно в Англии, пытались разрешить вопрос в том смысле, что начали в моторах пользоваться газом, предназначенным для поддерживания дирижабля в воздухе (водород). Этим путем надеются, по крайней мере, значительно сократить необходимый запас бензина, заменив его отчасти несущим газом, часть которого освобождается во время плавания. Воздухоплавательная компания „Цеппелин“, которая уже довольно давно занимается этой проблемой, нашла, наконец, подходящее горючее в виде тяжелых, так называемых углеводородных газов, удельный вес которых в общем равняется единице и которые при испытании в моторах дали уже чрезвычайно благоприятный результат. Применение этих углеводородных газов связано с целым рядом весьма важных преимуществ: в виду того, что их удельный вес, как сказано, приблизительно равен удельному весу атмосферного воздуха, их применение в моторах не уменьшает и не увеличивает веса дирижабля, как это имеет место при пользовании бензином. Дирижабль сохраняет всегда статическое равновесие, и вследствие этого достигается увеличение средней быстроты его движения. Далее, в соответствии с требованием большей безопасности, устраняется опасный и занимающий много места бензин.

Замена бензина моторным газом имеет и еще одно важное преимущество: калорийность кубического метра тяжелых углеводородов приблизительно на 30 % выше калорийности килограмма бензина. Если учесть даже то, что кубический метр водорода соответствует 1,15 кг бензина, то производительность кубического метра водорода все же на 20–25 % будет выше производительности бензина».

Подводя итоги достижениям в области превращения воды в новый источник энергии, можно сказать, что вода в будущем обещает открыть перед техникой еще неслыханные возможности.

Наряду с энергией, получаемой от речных потоков и водяных бассейнов, в последние годы техника заинтересовалась также использованием морских приливов и отливов и силой морских волн. В технике давно уже известно, что в мощных океанских бурунах и в постоянно сменяющихся приливах и отливах скрыты огромные силы, которые могут быть использованы в энергетических целях. Изо дня в день на неизмеримых океанских пространствах совершается процесс колоссальной мощности, не поддающейся исчислению силами человеческого разума. Солнечные лучи подымают воды из океанов, мчат их затем снова в далекое мировое пространство, бушуют страшными волнами у морских берегов, вызывают приливы и отливы. Бурные ветры, вызываемые солнечной энергией, с гигантской силой мчат водяные частицы над землей, сея теплый дождь и оплодотворяя луга, поля и сады.

Первые попытки использовать на службе техники морские приливы и отливы насчитывают уже довольно много лет. Много изобретателей изощряло свою проницательность в стремлении покорить технике гигант-океан. Согласно сведений французской технической прессы, с 1837 по 1917 г. вышло свыше 100 работ в этой важной области.

Около Нью-Йорка еще сравнительно недавно существовала построенная в XVII веке голландцами силовая станция, пользовавшаяся прибоем океана; в XVIII веке аналогичная станция была сооружена на северном французском и голландском берегу. Море отделялось плотиной. В плотинах находились отверстия, через которые вода вливалась и выливалась, приводя в движение водяные колеса. В 1901 г. американец Верт устроил волновой мотор на калифорнийском берегу. Изобретатель выстроил от берега в море перемычку длиной в 100 м, на которой находились три больших поплавка, двигавшиеся вверх и вниз (под влиянием отлива и прилива). Это движение передавалось насосу, наполнявшему резервуар водой, которая затем приводила в движение турбину. Англичанин Стивенсон исчислял энергию движения волн, омывающих берега северной Франции, в 100 млн л. с.

В 1927 г. общее внимание было привлечено изобретением, которое имеет в виду использование силы океана для судоходства и, по-видимому, способно произвести в будущем переворот в судоходстве. Инженер Бернер в Дрездене, уже создавший себе имя различными другими изобретениями, испытал на Эльбе в феврале 1927 г. впервые новый тип судна, основная идея которого заключается в заимствовании формы от быстро плавающих рыб.

Рис. 16. Первая модель быстроходного судна Бернера.