Чем же плох чайник?

В первом рассказе мы «изобрели» телегу. Мы сделали все возможное, чтобы, перевозя груз из пункта А в пункт Б, затратить минимум усилий. Во втором рассказе с помощью клина мы научились поднимать тяжелые вещи, опять-таки затрачивая минимум усилий. Но ведь и минимум усилий не всегда хочется затрачивать, да дело не только в усилиях.

Представьте себе, что вы живете в Москве где-нибудь в районе Северного Измайлова, а ваш приятель — в Медведкове. Расстояние между этими районами — около тридцати километров. Пусть груз — тот, который надо переместить, —  ваше собственное тело. С телегой или без нее вы затратите на преодоление пути около шести часов. И это в пределах одного города. Мало что изменится, если запрячь в телегу лошадь.

Читателю уже стало ясно, к чему мы клоним. Мы хотим поставить на телегу двигатель, чтобы преодолевать расстояние побыстрее и, по возможности, без затраты сил. Не нам первым пришла в голову такая мысль. Наши соотечественники, уральские механики отец и сын Черепановы, не только придумали, но и осуществили свою идею в 1833 году. То же самое, лишь немного раньше (в 1829 году), сделал англичанин Стефенсон. Современники Стефенсона не сразу приняли подобное новшество. У многих появление самодвижущихся телег вызвало беспокойство и даже страх. В Англии был издан специальный закон, согласно которому разрешалось пользоваться паровозом лишь при условии, что перед движущейся машиной будет идти человек с фонарем.

Нам тоже не очень нравится паровоз, точнее, сама идея устанавливать на телегу паровой двигатель. Мы даже не станем описывать, как работает паровая машина. А объяснить, почему, собственно, она нам не нравится, по-видимому, придется.

Двигать телегу — значит выполнять механическую работу. Паровая машина использует для совершения работы тепловую энергию, выделяющуюся при сгорании топлива. Например, при сжигании килограмма дров выделяется две тысячи килокалорий, а при сгорании килограмма бензина — в пять раз больше (до одиннадцати тысяч килокалорий).

Вопрос в том, как тратятся эти калории. Топливо, сжигаемое в топке парового двигателя, сначала нагревает воду в котле. Правда, нагревается не только вода, но также стенки котла и окружающий воздух. Часть, и довольно большая, полученной при сгорании энергии уходит, таким образом, буквально на ветер. Недаром известный немецкий ученый Нернст говорил, что, если бы ему пришлось заняться сельским хозяйством, он стал бы разводить рыб, а не кур или других теплокровных животных. Температура тела курицы выше температуры окружающей среды. Значит, определенная часть корма тратится на то, чтобы нагревать атмосферу.

Но пойдем дальше. Полученный в результате нагревания воды пар передается по трубам к паровой машине. Трубы при этом нагреваются и тоже отдают часть тепла в атмосферу. После использования в цилиндре паровой машины пар, имеющий еще достаточно высокую температуру, выбрасывается в атмосферу или в специальный холодильник. Опять потери. Лишь совсем немного, не больше десяти процентов энергии, полученной при сжигании топлива, превращается в полезную работу.

Поневоле задумаешься: нельзя ли сократить столь длинный путь и сжигать топливо именно там, где получается работа? И сразу в голову приходит Мюнхгаузен с его идеей путешествия верхом на пушечном ядре.