Г лава il Превратимая энергия на земле

Нам следует теперь обратиться к рассмотрению тех родов превратимой энергии, которые теперь распреде­лены на Земле:

1. На первом месте по своей, величине стоит энергия вращения Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси. Оба эти движения представляют собой формы энергии еще очень превратимой (по Томсону—очень высокого поряд­ка), именно механического движения. Известен расчет, по которому, если бы Земля внезапно остановилась в своем вращении вокруг Солнца, развилось бы количе­ство тепла, равняющееся количеству тепла от сожжения угольного шара, превышающего массу Земли в 14 раз. Весьма значительна также энергия вращения Земли вок­руг своей оси. Оба эти движения, однако, остаются почти без непосредственного влияния на распределение энер­гии на земной поверхности. Относительно энергии вра­щения Земли вокруг оси, это, впрочем, не вполне верно, так как известно, что энергия эта частью превращается в теплоту через трение об отстающую, под влиянием при­ливов, от движения Земли массу воды, температура ко­торой от этого немного повышается, между тем как дви­жение Земли замедляется, хотя и на ничтожную величи­ну²¹. Пользуясь силой прилива для приведения в действие машин, например мельниц, мы запасаемся этой силой в

²¹ Первая мысль о подобном влиянии прилива принадлежит Канту. См. его Theorie des Himmels. Koenigsberg, 1755.

48

период поднятия или набегания приливной волны. Мы удерживаем часть воды на известной высоте, выжидаем время отлива и затем извлекаем пользу из ее падения. Продолжая поступать таким образом в течение долгого периода и на больших протяжениях, мы нашли бы, что это может влиять на постепенное ослабление быстроты вра­щения Земли²². Как на один из вообще немногочислен­ных примеров индустриального пользования силой при­лива укажем еще на предложение Маля ²³, основанное на том, что в реках, при устьях которых движение прили­ва сильно, не происходит засорения русла илом и валу­нами, потому что движением сильного отлива они уно-. сятся далеко в море. Устья многих рек в Англии уже рас­копаны с целью пользоваться работой прилива, и Маль предлагает применить эту систему и во Франции. Из этих примеров мы видим, что пока еще вращение Земли вок­руг ее оси очень мало применяется как источник двига­тельной силы на ее поверхности.

2. Мало чем большую роль играет и внутренняя теп­лота Земли. В тех случаях, где она проявляется еще со значительной силой, т. е. во время землетрясений и извержений вулканов, деятельность ее имеет характер слишком случайный и неправильный, чтобы служить источником энергии, могущим входить как существен­ная часть в стройное целое процесса превращения энергии на земной поверхности, процесса, принявше­го вообще характер большой постепенности и после­довательности. Вот почему землетрясения и изверже­ния вулканов являются на земной поверхности только как элемент пертурбационный, разрушительный, нео­жиданный и не подчиняющийся никаким расчетам при распределении энергии, а тем более каким-либо про­мышленным применениям.

^2гТэт,1.с.,стр. 150.

²³ Comptes-Rendus. LI, стр. 762.

49

Если отнести земной магнетизм к проявлениям энер­гии, заключающейся внутри Земли, то, конечно, он пред­ставляет собой силу, которой не следует пренебрегать, так как она играет и практическую роль в мореплава­нии, изготовлении научных приборов и пр. Во всяком случае, однако, величина этой силы очень незначитель­на в сравнении с общим количеством энергии, постоян­но находящейся в обмене на земной поверхности,

Горячие источники представляют собой хотя неболь­шое, но довольно удобно распределенное количество превратимой энергии. Теплота их может служить для некоторых технических целей, например отопления жи­лищ, даже приготовления пищи, и таким образом кос­венно помогать сохранению превратимой энергии на земной поверхности. В свою очередь теплота горячих источников уж слишком незначительна, чтобы быть са­мой в состоянии, без внешней прибавки энергии, пре­вратиться в форму механического движения. По край­ней мере нам неизвестны случаи применения горячих источников как двигательной силы, хотя в незначитель­ной мере такое применение, конечно, возможно.

3. Ненасыщенное химическое сродство, за исклю­чением свободного сродства кислорода атмосферы, почти не существует на земной поверхности. Внутри Земли еще есть большие массы свободных металлов, серы и других веществ, обладающих достаточной хи­мической энергией, но ее действие или вовсе не обна­руживается на земной поверхности, или уже указано в предыдущем параграфе, например, когда говорилось об извержениях вулканов, землетрясениях и пр.

4.~Одна из наименее превращенных форм энергии, то есть наиболее полезных в человеческом смысле этого слова^ могущих дать значительное количество механи­ческой работы при своем превращении, есть движение воздуха, или ветер. Но нам не трудно показать, что дви­жение воздуха есть не более как часть солнечной энер-

50

гии, подвергнутой обратному превращению. Для того, что­бы произвести живую силу ветра, нужно потратить в не­сколько раз большее количество энергии Солнца, зна­чительная часть которой низводится при этом на еще ме­нее превратимую ступень, рассеивается в пространстве. Иначе и быть не может, так как низшая энергия, теплота Солнца, по закону рассеяния энергии никогда не может вся сполна перейти в высшую энергию, движение возду­ха. Но часть тепла, превращенная в движение, при этом рассеивается, потому что ветер в сущности не что иное, как последствие стремления к уравнению температур.

Правда, таким образом часть солнечной энергии пре­вращается в очень выгодную механическую работу, но зато вся она рассеивается безвозвратно. Мы не прини­маем во внимание других источников движения возду­ха, кроме теплоты Солнца, так как движения, произво­димые ими, сравнительно чересчур незначительны.

5. Сказанное относительно двигательной силы, дос­тавляемой ветрами, приложимо и к силе водных тече­ний, и вообще к силе падающей воды. Действительно, вода, падая, например на колесо мельницы, с высоты, доставляет такой процент полезной работы, какого не дает ни паровая, ни электромагнитная машина, ни даже более выгодно устроенный организм рабочего живот­ного или человека. Но не следует забывать, какое гро­мадное количество солнечной энергии было потребле­но на то, чтобы путем испарения поднять воду на такую высоту, падая с которой она доставляет значительную сумму полезной работы.

6. Из всего вышесказанного мы уже начинаем заме­чать, что, несмотря на огромное количество получаемой от Солнца энергии, поверхность Земли далеко не богата не только очень превратимыми родами энергии, как, на­пример, механическое движение, свободное химическое сродство, но даже и простой теплотой. Свободное хими^: ческое сродство, как мы говорили, почти не встречается

51

на земной поверхности и даже вблизи поверхности, за исключением одного рода веществ, энергию которых, однако, нельзя также назвать энергией, принадлежащем Земле. Мы говорим о свободном химическом сродстве, заключающемся в топливе органического происхожде­ния. Количество этого топлива сравнительно очень вели­ко. По приблизительному расчету, британские пласты имеют около 190 000 000 000 тонн каменного угля, а се­вероамериканские, говорят, содержат до 4000000000000 тонн²⁴. Но это количество, а также громадные массы дру­гого органического топлива, например торфа, нефти и пр., образовались из растений, покрывавших в разные пери­оды земную поверхность, при помощи энергии, достав­ляемой Солнцем. Предполагают, что при помощи лучей Солнца растениям в течение долгих веков; удалось на­сыщенное и лишенное превратимой энергии вещество, угольную кислоту, превратить в запас угля, обладающий громадным количеством такой энергии²⁵. В то же время под влиянием той же солнечной энергии кислород атмос­феры освободился от соединенного с ним угля и заклю­чает теперь в себе также массу превратимой энергии, представляющей основу для возможности существова­ния высших организмов, то есть животных и человека.

7. Наконец, мы должны упомянуть еще о преврати­мой энергии, заключающейся в живых растениях, жи­вотных и людях. Пока нам достаточно только признать, что и она есть только сбереженная энергия Солнца, и затем перейти к общим условиям сбережения энергии.

²⁴ Edinburgh Review, 1860. Coal Fields of North America and
Great-Britain, стр. 88-89.

²⁵ На конгрессе Британского общества для развития наук, собрав­
шемся осенью нынешнего (1880 - Ред.) года, Sterry Hunt предложил
обширную и весьма интересную теорию для объяснения климатичес­
ких изменений в течение геологических периодов. Теория эта, глав­
ным образом, основана на предположении, что углерод, сложенный
теперь в запасах каменного угля, прежде находился в атмосфере под
видом углекислоты. См. Revue Scientifjque, № 22, 30 ноября 1878 г.

52