Источники энергии

DjVu

      Энергия и ее превращения
      Что такое энергия?
      СЛИ вы зададите этот вопрос физику, он ответит так:
      Словом энергия физики начали пользоваться не больше, чем сто лет назад, в середине прошлого века. Оно оказалось нужным, чтобы обозначать различные источники работы.
     
      Еще чаще можно встретить сейчас машины, которые используют электрический ток или опять-таки, точнее, энергию электрического тока...
      И работа, и энергия измеряются одними и теми же единицами.
      Формы работы разнообразны. Но в каких бы формах ни проявлялась работа, источником ее является энергия. Чтобы разобраться в этом сложном вопросе, обратимся к тем процессам, которые в более доступной форме поддаются нашему непосредственному наблюдению.
      Вот падает на землю солнечный луч, и в листьях растений совершается изумительная работа. Секрет этой «тайной лаборатории» разгадал великий русский естествоиспытатель Климент Аркадьевич Тимирязев. Рядом замечательных опытов он доказал, что лучистая солнечная энергия, упав на зеленый лист растения, точнее, на его хлорофилловые зерна, содействует поглощению листом углерода из углекислоты, находящейся в воздухе. Сложными путями углерод входит в соединения и образует крахмал, сахар, клейковину. Энергия солнечного луча позволяет растению накапливать древесину.
      А дальше уже проще. Человек срубает дерево, пилит его, колет и затем эти дрова сжигает в топке парового котла. Кислород из поступающего в котел воздуха соединяется с углеродом дров, — другими словами, происходит химическая реакция. В результате выделяется новый вид энергии — теплота. Она превращает воду в пар. Давление в котле повышается, и затем оно используется для приведения в действие паровой машины. Энергия тепла превращается в энергию движения, или, как говорят физики, в механическую энергию. Паровая машина вращает якорь динамомашины, и энергия движения преобразуется в новую форму — электрический ток.
      Этот ток, поданный на заводы, приводит в действие моторы, опять переходит в энергию движения, сверлит, точит, шлифует, накаливает нити электрических лампочек, плавит металл, этот же ток, пропущенный через растворы солей, разлагает их, отделяя в одну сторону чистый металл, в другую кислотный остаток.
      Вы думаете, что круговорот энергии замкнут?
      Нет.
      Электрический ток в кварцевых лампах отчасти переходит в ультрафиолетовые лучи, которые действуют на хлорофилл зеленых листьев в парниках, и листья усваивают углерод из воздуха. В результате — снова органическая жизнь.
      Зимой, когда на открытом воздухе бушует снежная буря, под стеклянными сводами оранжерей созревают огурцы и зреют лимоны. Таких примеров можно привести множество. И во всех этих превращениях мы усматриваем одно: в результате перехода энергии из одного вида в другой совершается работа.
      Теперь все это известно любому советскому школьнику и кажется азбучной истиной. Сейчас, когда эти вопросы решены, кажется непонятным, как эти простые и, казалось бы, ничтожные препятствия преодолевались с таким трудом в течение веков и даже тысячелетий. Часто в поисках истины человек сбивался с правильного пути. Но наука всегда преодолевала трудности.
      Теплота — движение
      Ученые до Ломоносова, да и его современники, думали, что теплота — это особая невидимая и невесомая жидкость, которую они называли «теплородом» и которая будто бы содержится в теле и может выделяться из него.
      М. В. Ломоносов (1711 — 1765)
      Великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов в своей замечательной диссертации под названием «Размышления о причине теплоты и стужи» еще в 1744 году обрушился на теплород.
      «К каким только нелепостям не приводит эта теория теплородной материи», — писал он.
      М. В. Ломоносов в подтверждение своей теории указывал,
      ч,то потирая озябшие руки, мы согреваем их. Приводя в движение прижатые друг к другу куски дерева, можно даже зажечь их.
      А полвека спустя, после того как появилась диссертация Ломоносова, в 1798 году, английский физик Румфорд, наблюдая за изготовлением пушечных стволов на орудийном заводе, заметил, что при сверлении ствол сильно разогревался.
      Для проверки Румфорд стал сверлить металл тупым сверлом; при этом затрачивалось гораздо больше работы ц выделялось больше теплоты. Значит, — правильно заключил Румфорд, — теплота не жидкость, а нечто совсем другое. Теплота — это особая форма движения.
      Неужели Румфорду были неизвестны труды М. В. Ломоносова? Диссертация его была написана на латинском языке. А в те времена это был международный научный язык.
      Приоритет объяснения природы тепла и связи его с работой принадлежит великому русскому ученому М. В. Ломоносову.
      Кто хоть раз побывал в кузнице, тот видел, как нагревается железо при ковке.
      Удары молота вызывают появление теплоты. Зачем же гадать, спрашивает М. В. Ломоносов, откуда берется теплота в озябших руках, в молоте кузнеца, в куске дерева, когда сам собою напрашивается вывод о том, что причина теплоты кроется в движении. А так как никакое движение невозможно без материи, то, пишет М. В. Ломоносов в первом параграфе своей диссертации, необходимо, чтобы достаточное основание теплоты (т. е. природа тепла) заключалось в движении материи.
      Какое же движение вызывает появление теплоты? Сухое дерево быстро нагревается, если начать тереть его о другое сухое дерево. Очевидно, трение приводит в движение расположенные на Иоверхности и цепляющиеся друг за друга те мельчайшие частички, из которых дерево построено. Точно так же и молот, ударяясь о железо, заставляет быстрее двигаться частички железа. Внешнее движение молота превращается во внутреннее движение частичек железа.
      Это-то движение частичек, или, как мы теперь говорим, молекул, и есть теплота.
      И, наоборот, возможно обратное превращение тепла в механическую энергию. Еще в первом веке до нашей эры Героя Александрийский впервые использовал движущую силу тепла. Он соорудил прибор, представляющий собою медный шар, который вращался на горизонтальной оси. В верхней части шара имелась выводная трубка, согнутая под прямым углом; такая же трубка, но изогнутая в противоположную сторону, имелась
      внизу шара: пар, поступавший из резервуара по боковым трубкам, выбрасывался через выпускные трубки и приводил шар в движение (реакция струи пара, рис. 1).
      Разберемся в этом явлении.
      Допустим, что мы имеем цилиндр (трубку), открытый с одной стороны, в котором происходит горение легко воспламеняющейся смеси, в результате чего получается огромное количество продуктов горения — газов. Газы давят во все стороны с одинаковой силой. Давление на боковые стенки взаимно уравновешивается. Но давление на дно цилиндра остается неуравновешенным, так как в противоположном направлении цилиндр открыт и газы свободно выходят. Поэтому цилиндр получает поступательное движение. Это явление в физике носит название реакции вытекающей струи.
      На этом принципе основано действие ракет и наших замечательных гвардейских минометов под названием «катюш», сыгравших значительную роль в разгроме фашистов в Великой Отечественной войне; реактивными двигателями теперь снабжаются современные реактивные самолеты, и, наконец, этот же принцип использован в наших мощных паровых турбинах.
      Шар Герона был только игрушка. Но в XVIII столетии начинаются другие попытки преобразования энергии теплоты в механическую энергию. Появляются поршневые паровые машины.
      Эти крайне несовершенные машины в 1765 году в руках солдатского сына Ивана Ивановича Ползунова, родом 93 г. Екатеринбурга (ныне Свердловска), превратились в машину непрерывного действия в отличие от прежних машин, в которых рабочий ход сменялся холостым.
      Непрерывность действия в машине Ползунова достигалась применением двух цилиндров вместо одного. И. И. Ползунов в своей машине предусмотрел автоматические парораспределение и водопитание. Машина И. И. Ползунова была первой в мире машиной, которая предназначалась не для подъема воды, как это было до него, а для заводских целей: она приводила в действие воздуходувные мехи для выплавки серебра на алтайских заводах.
      Замечательный русский изобретатель не дожил до торжества своих технических идей. 16 мая 1766 года И. И. Ползунов умер от скоротечной чахотки. А 7 августа 1766 года машина была пущена в ход его учениками (рис. 2).
      Рис. 2. Машина И. И. Ползунова
      Только спустя 16 лет после Ползунова англичанин Джемс Уатт изобрел паровую машину двухстороннего действия.
      Паровая машина, подвергавшаяся усовершенствованию на протяжении двух веков, в настоящее время приводит в движение поезда, пароходы и заводские станки. Но следует оговориться: на электростанциях и океанских пароходах инженеры отказались от поршневой паровой машины.
      Современная техника позволила им использовать принцип реактивной вертушки Герона, и они создали замечательный паровой двигатель — турбину.
      Механическая энергия — источник электрической
      Две с половиной тысячи лет назад древние греки произвели замечательное наблюдение. Если потереть янтарь, то есть окаменевшую смолу янтароносных сосен, росших там, где теперь бьются волны Балтийского моря, то эта смола, напоминающая минерал, обнаруживает странное свойство притягивать легкие предметы — пух, солому, шерстинки и т. п.
      Греки не сумели ни понять, ни объяснить это явление. И только спустя 2500 лет ученые заинтересовались этими загадочными проявлениями вещества, и по греческому названию янтаря — электрон — они назвали появляющуюся таким путем энергию электричеством.
      К изучению этих явлений приступили в XVIII веке. В эту работу включился и М. В. Ломоносов. Он писал, что от «сей силы (т. е. электричества) может быть великая польза». Его слова оказались пророческими.
      Химическая энергия переходит в электрическую
      На рубеже XVIII и XIX веков был открыт новый источник электрической энергии. Итальянский врач Гальвани, производя опыты с препарированной лягушкой, обнаружил, что, прикасаясь парой разнородных металлов к обнаженным мускулам и нервам, замечается сокращение лапок мертвой лягушки. Согласно существовавшей гогда теории он объяснил это явление тем, что в лягушке имеется «животное электричество».
      Когда Гальвани опубликовал результаты своих опытов, то за исследование этого явления взялся его соотечественник, физик Вольта. Вольта пришел к выводу, что причина явления другая. Все дело в паре разнородных металлов. При этом, утверждал он, необходимо обеспечить хороший контакт (соединение). А чтобы осуществить контакт, следует между металлическими пластинками поместить бумагу или кусочек ткани, смоченной водой.
      После упорной работы он изобрел «гальванический элемент» (название дано Вольтою). Наконец, в то же время появилась третья теория.
      Итальянец Фаброни выдвинул уже не физиологическую (Гальвани) и не физическую (Вольта), а химическую (в 1800 г.) теорию. В элементе происходит химическая реакция.
      Из русских ученых противником контактной теории и од-ньм ия основателей химической теории является петербургский академик Паррот. Высказанные им, а затем забытые физиками положения были вновь сформулированы Фарадеем.
      Паррот впервые заявил, что всякая химическая реакция сопровождается или выделением или, наоборот, поглощением электричества.
      Этим он подтвердил, что химическая энергия может переходить в электрическую и, наоборот, последняя при электролизе превращается в химическую.
     
      Электрическая энергия переходит в тепловую и обратно
      Вскоре после открытия действия гальванических элементов было обнаружено, что электрический ток, проходя по проводам, нагревает их. Таким образом была открыта способность электрической энергии переходить в теплевую.
      В 1802 году русский профессор В. В. Петров, исследуя электропроводность льда, замкнул батарею из 4200 кружков из меди и цинка двумя древесными угольками, и между ними вспыхнул ослепительный свет. Так Петровым была открыта электрическая дуга, которой совершенно несправедливо присвоили наименование вольтовой дуги.
      Исследуя свое открытие, В. В. Петров обнаружил, что в его дуге электрический ток создает высокую температуру, при которой плавятся тугоплавкие металлы.
      Впоследствии высокая температура электрической дуги была использована инженерами Славяновым и Бенардосом для промышленного применения электрической пайки, электро-плавки, электроотливки.
      Проходя мимо новостроек, вы можете наблюдать, как электросварщики сваривают стальные конструкции.
      Выполняя сталинские пятилетки, выплавляя в электрических печах тысячи тонн металла, наши заводы широко применяют электрическую дугу, открытую Петровым.
      Тепловая энергия переходит непосредственно в электрическую. В первой половине XIX века была открыта способность теплоты превращаться непосредственно в электрическую энергию. Для этого необходимо плотно соединить или спаять концы двух пластинок из разнородных металлов, например, меди и железа. Противоположные свободные концы следует соединить с чувствительным электроизмерительным прибором. Достаточно теплой рукой коснуться места спайки пластинок, как прибор покажет возникновение электрического тока в лепи. Этот ток получил наименование термотока, а прибор, то есть две спаянные пластинки, — термопары, являющейся источником электроэнергии за счет сообщенной теплоты.
      Электрическая энергия переходит в световую
      Ученые не могли не заметить, что переход электрической энергии в тепловую неизменно сопровождается излучением света. Если мы пропускаем ток большой силы через проводник, то проводник не только нагревается, но даже накаливается до свечения.
      Впоследствии изобретатели применили в технике это свойство электрического тока преобразовываться в свет.
      Изобретателем электрической лампочки является русский электротехник А. Н. Лодыгин. В 1875 году (75 лет тому назад) можно было видеть в Петербурге, в одном из окон магазина на Морской улице, электрический свет от лампы Ло-дыгина. Новый источник света возбуждал удивление у толпы, стоявшей у окна. Это была первая в мире электрическая лампочка. В ней накаливался угольный стерженек.
      В наших электрических лампах накаливается металлическая нить. Изобретателем ее является также А. Н. Лодыгин. В 1874 году Академия наук присудила ему Ломоносовскую премию.
     
      Свет совершает химическую работу
      Еще в начале прошлого столетия было открыто, что свет непосредственно переходит, в химическую энергию. Световые лучи, падая на светочувствительные соединения серебра с хлором и бромом или на смесь водорода с хлором, переходят в химическую энергию. В первом случае они выделяют чистый металл, во втором происходит взрыв. На этом основаны фотография, цинкография и другие отрасли техники.
      В конце прошлого века К. А. Тимирязев, как мы уже говорили выше, доказал рядом блестящих опытов, что в зеленых листьях растений за счет световых лучей происходит химическая реакция. Растение усваивает из воздуха углекислоту и превращает углерод в крахмалистые вещества.
      Это явление русский ученый назвал фотосинтезом.
     
      Свет - источник энергии
      В то время, когда велись работы и исследования по фотосинтезу, только немногие проницательные люди догадывались, что свет может переходить в другие формы энергии.
      В результате многолетней работы великий русский ученый А. Г. Столетов классическим опытом показал, что световые лучи при определенных условиях могут переходить в электрический ток. Он открыл фотоэффект. На этом явлении основана работа фотоэлемента.
      Другой русский ученый, ученик Столетова П. Н. Лебедев, опытным путем показал, что свет оказывает давление на те предметы, на которые он падает, то есть производит механическое действие, и, следовательно, это давление может быть источником механической энергии.
      Просматривая работы П. Н. Лебедева, приходится удивляться той необычайно тонкой, ювелирной работе при создании того прибора, которым он измерил величину светового давления.
      Здесь очень кстати вспомнить разговор К. А. Тимирязева с одним английским ученым.
      Еще до опытов П. Н. Лебедева теоретически было доказано, что «свет должен оказывать давление». К такому заключению пришел теоретическим путем английский физик Максвелл. Но Максвелл не сумел экспериментально доказать свои утверждения. И никто из западноевропейских ученых не отважился взяться за решение этой трудной задачи. Эту задачу блестяще разрешил П. Н. Лебедев.
      Много лет спустя известный английский физик Вильямс Томсон (Кельвин) в разговоре с К. А. Тимирязевым так отозвался об опытах П. Н. Лебедева:
      «Вы, может быть, знаете, что я всю жизнь воевал с Максвеллом, не признавая его теории о давлении света, а вот ваш Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами».
     
      Важный вывод из всего сказанного
      Итак, трудами многих поколений ученых была показана возможность перехода энергии из одной формы в другую. При этом было обнаружено, что энергией можно воспользоваться и обнаружить ее только в то время, когда она меняет свою форму. При более глубоком изучении оказывается, что все явления природы — не что иное, как переход одной формы энергии в другую форму.
      Закон сохранения энергии
      Инженера и даже простого техника не удовлетворяет одно только утверждение факта, что энергия проявляет себя только в то время, когда она переходит в другие формы, только тогда она совершает работу, которая, в свою очередь, требует затраты энергии. Можно ли ее подсчитать и что является мерой энергии?
      Физики говорят: надо подсчитать рабогу при переходе энергии из одной формы в другую. А как подсчитать? Как сравнить между собою проявление энергии горючего в топке парового котла и кузнеца-молотобойца у наковальни?
      Кажется, все это несравнимые вещи. Но, если мерой энергии может служить работа, то начнем с подсчета работы.
      Допустим, что поднят груз в 5 кг на высоту второго этажа это примерно на 10 м. Было преодолено земное притяжение, совершена работа. Как подсчитать ее количество? Физик вам ответит - надо величину 5 кг умножить на 10 м. В ответе получится 50 килограммометров. Итак, груз поднят. На это затрачена работа.
      И мы точно выразили величину этой работы в килограммометрах. При этом физик говорит: запасена энергия. В грузе, поднятом на высоту, затраченная энергия сохранилась. Ее называют потенциальной. Она может снова превратиться в работу, если этот груз упадет. Физик при этом говорит: потенциальная энергия перейдет в кинетическую и снова будет совершена работа.
      Допустим, это была вода. Поднятая на высоту вода, падая на лопасти движителя, вернет турбине затраченную на подъем энергию.
      Не скоро человек додумался до этого вывода.
      Мысль о том, что энергия не исчезает при своих превращениях из одной формы в другую, впервые высказал М. В. Ломоносов.
      В 1760 году на конференции Академии наук великий русский ученый утверждал:
      «Все перемены в натуре случающиеся такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому».
      «Так ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте...»
      «Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своей силой другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает»*.
      Когда М. В. Ломоносов говорил об этом, еще не было ни паровой машины, ни электрического двигателя, в которых наглядно происходит превращение энергии из одного вида в другой.
      Высказывания М. В. Ломоносова по этому вопросу не были приняты во внимание его современниками. Но одно то, что ученый, не имея в своем распоряжении опытных данных, решился на такое смелое утверждение, является гениальным научным предвидением. Это научное предвидение, названное им «всеобщим естественным законом», в XIX веке получило опытным путем неопровержимое подтверждение. В настоящее время закон сохранения энергии является краеугольным камнем физики и материалистической философии.
      Не следует думать, что М. В. Ломоносов, говоря о движении, подразумевал лишь механическое движение. Несомненно, он был в курсе работ своего друга и помощника профессора Рихмана, который в это же время пришел к выводу, что сколько теплоты отнимается от одного тела, столько же приложится к другому. М. В. Ломоносов рассматривал теплоту как особую форму движения. Количество тепла остается в природе неизменным. Не было лишь произнесено слово энергия.
      Как мы уже указали, это понятие появилось только в середине XIX века. И тогда же опытным путем было подтверждено, что при любом переходе энергии она не исчезает. Так, например, рядом остроумных опытов профессора Петербургского университета Э. X. Ленца было доказано, что при переходе определенного количества электрической энергии всегда получается определенное количество тепловой. Другими словами: было доказано, что количество энергии во вселенной неизменно. Энергию никакими средствами нельзя создать вновь из ничего и нельзя уничтожить.
      1 Следует добавить: об этом же принципе М. В. Ломоносов писал еще в 1748 году в частном письме академику Эйлеру.
      Как следует формулировать Основной ЭакОН об энергии
      Из всего сказанного нами ясны две особенности энергии: изменчивость ее форм и неуничтожимость.
      Очейь часто обращают внимание только на последнее ее свойство.
      Так понимал, например, немецкий физик Гельмгольц.
      Ф. Энгельс в «Диалектике природы» впервые указал на эту ошибку Гельмгольца и приветствовал точку зрения другого немецкого физика — Роберта Майера, который указывал на то, что в понятии энергии надо различать не только количественную, но и качественную сторону.
      Кроме того, Ф. Энгельс считает не совсем удачным самый термин — энергия. Он считает более удачным понятие движение (как это принял Ломоносов). Поэтому Ф. Энгельс в «Диалектике природы» так формулирует основной закон об энергии:
      «Изменение формы движения является всегда процессом, происходящим по крайней мере между двумя телами, из которых одно теряет определенное количество движения такого-то качества (например, теплоту), а другое приобретает соответствующее количество движения другого качества (механическое движение, электричество, химическое разложение). Следовательно, количество и качество соответствуют здесь друг другу взаимно».
     
      Источники энергии
      Откуда берется энергия?
      Учёные отвечают так: та-кого вопроса не может и быть. Энергия ниоткуда не берется и не появляется, — она присуща материи. Материя и энергия неотделимы друг от друга.
      Нет, не было и не будет энергии вне материи, и, наоборот, нет во всей вселенной такой материи, в которой не заключалась бы энергия.
      Источником энергии на земле является солнце. Оно представляет собою огромный светящийся шар. Астрономы, пользуясь различными приборами и методами исследования, определили его размеры и температуру. Так, поперечник солнца больше поперечника земли в 109 раз, а объем его в 1 300 000 раз больше земли. Находится оно от нас на расстоянии около 150 000 000 км.
      Раскаленный шар солнца посылает во все стороны свет и тепло, в том числе и на нашу землю.
      Если бы не было солнечных световых лучей, у нас наступил бы полный мрак, темнота. Если бы не было солнечных тепловых лучей, температура земли, хотя внутри ее много тепла, быстро упала бы до — 273°, т. е. до температуры межзвездного пространства.
      Это такой мороз, при котором даже воздух превратился бы в жидкое и твердое состояние. Никакой жизни на земле при таких условиях не могло бы быть.
      Смена дня и ночи, тепловые пояса на различных широтах земли, смена времен года — все это целиком связано с солнцем, с его энергией и с вращением земли вокруг своей оси и вокруг солнца.
      На наш земной шар — крошечную пылинку, затерявшуюся в мировом пространстве, — приходится всего одна двухмиллиардная доля всей энергии, излучаемой солнцем. И все же этого тепла достаточно, чтобы привести в движение, поддержать жизнь на нашей планете.
     
      Солнце посылает тепловые лучи
      Солнце посылает на землю теплоту со скоростью 300 000 км в одну секунду в.таком огромном количестве, что на 1 км2 поверхности земли каждую секунду поступает столько энергии, что, используя ее, можно было бы привести в движение моторы мощностью в миллион киловатт, т. е. почти 1 360 000 л. с.
      Опять миллион!
      Сделаем перерасчет этого колоссального числа на более доступные нашему сознанию цифры. Солнце каждую секунду на 1 м2 земной поверхности посылает тепловую энергию, по мощности равную 1 квт.
      Если произвести обратный перерасчет, то оказывается, что 1 м2 поверхности солнца в одну секунду излучает энергию, измеряемую в 85 000 л. с., т. е. мощность, соответствующую нашей Волховской ГЭС.
      Вот как велики запасы энергии в центральном светиле нашей системы. Практически эти запасы почти неисчерпаемы.
      К непосредственному использованию солнечной радиации человек приступил, можно сказать, только на днях. Так называемые гелиоустановки уловители солнечной энергии, существуют немного больше полувека.
      Первые установки были построены на принципе улавливания и концентрации тепловой энергии солнечных лучей с помощью вогнутых зеркал.
      Свыше 40 лет тому назад московский астроном профессор В. К. Цераский применил вогнутое зеркало диаметром в 1 м. В фокусе такого зеркала плавилось не только железо, но и все другие тугоплавкие металлы 2. На основании этого опыта Цераский показал, что температура солнца, в противоположность утверждению некоторых французских ученых, превосходит все земные источники тепла. Для технического использования солнечного тепла стали строить огромные вогнутые зеркала, от одного до десяти метров в поперечнике (рис. 3).
      По законам физики, отраженные от поверхности вогнутого зеркала лучи собираются в одной точке, называемой фокусом. Здесь и помещается металлический котел с водой. Вода быстро нагревается, превращается в пар, который и может быть использован для работы тепловых машин. Вогнутые сплошные зеркала часто заменялись группой плоских зеркал, образующих подобие вогнутого зеркала. Такие гелиоустановки разработаны энергетическим институтом Академии наук СССР.
      1 Гелиос — по-гречески солнце.
      2 Это знаменитое зеркало хранится в Государственном Политехническом музее.
      Рис, 3. Гелиоустановка
      Рис. 4. Водонагреватель К. Г. Трофимова на астроплощадке Московского планетария
      За последние годы в гелиоустановку введено много усовершенствований; первоначально такие установки имели большие недостатки: боялись пыли и дождя, не могли самостоятельно поворачиваться вслед за суточным перемещением по небосводу солнца и т. д.
      Интересных результатов достиг инженер К. Г. Трофимов. Его конструкция кипятильника (рис. 4) основана, в сущности, на том же принципе, который применяется в любом парнике. Водонагреватель системы Трофимова состоит из металличе-
      ского трубчатого котла, смонтированного наподобие плоского ящика. Слой воды в нем не превышает 25 мм, что способствует быстрому нагреванию и превращению в пар. Поверхность стенок котла зачернена, так как черная поверхность гораздо лучше поглощает тепловые лучи, нежели серая или белая. В котле устроена изоляция дна и стенок, чтобы не было лишних потерь тепла. Над котлом находится прозрачная теплоизоляция из двойного стекла с прослойкой воздуха. Тепловые лучи, пройдя через слой стекла, нагревают воду в котле, выйти же назад тепловая энергия не может.
      Дело в том, что идущие от котла тепловые лучи обладают другими свойствами, чем те, которые падали на его поверхность. Они превратились в инфракрасные, невидимые для глаза, тепловые лучи, неспособные проникать через стекло. Таким образом, тепловая энергия все время только притекает в котел, а назад не излучается. В результате температура внутри быстро поднимается и вода закипает.
      Самое главное в установках инженера Трофимова заключается в том, что они способны работать даже тогда, когда солнце закрыто тучами и имеется лишь рассеянный солнечный свет. Температура при помощи таких установок быстро может быть доведена до 100 — 150 градусов и даже выше.
      Водонагреватели системы Трофимова получили широкое применение в промышленных установках, совхозах, колхозах и в частном быту на юге нашей Родины. С их помощью горячей водой снабжаются бани, прачечные, частные квартиры. Они получили большое применение при искусственной сушке фруктов и овощей. При небольших переделках они могут служить опреснителями соленой воды в солончаковых степях и т. д.
      Это еще только робкие попытки непосредственно использовать солнечную радиацию (т. е. лучеиспускание) для преобразования ее в полезную работу. И сегодня мы еще не можем сказать, как эта задача будет решена. Но она будет решена, в этом нельзя сомневаться.
      А пока мы не научимся пользоваться солнечной радиацией с большим коэфициентом полезного действия, мы пользуемся теми огромными запасами энергии, которую наша земля накопила за свое долгое существование и которое она беспрерывно запасает на наших глазах.
      В облаках — источник механической энергии
      Солнечные лучи, нагревая землю, совершают колоссальную работу, беспрерывно испаряя воду с поверхности океанов, морей и озер, покрывающих большую часть нашей планеты. Величина полученной работы исчисляется астрономичес-
      кими цифрами. За счет этой энергии в высокогорных местностях образуются ледники, дающие начало мощным потокам воды многоводных рек, которые при течении питаются мелкими притоками. В этих реках запасенная солнцем энергия превращается в кинетическую, и человек с незапамятных времен, перегораживая реки, заставляет воду служить себе.
      Не сразу была решена эта техническая задача. Сначала человек воспользовался быстрым течением горных рек и устанавливал на них водоподъемные колеса, которые приводились в движение быстротекущей водой и, зачерпывая ковшами воду, поднимали ее на берег и там выливали в каналы. Потом он заставил эти колеса вращать жернова для размола зерна.
      Однако рек с быстрым течением немного. И жители равнин многоводных рек со спокойным течением догадались, что можно искусственным путем получить более быстрый поток воды и стали перегораживать реку плотинами. Так родились водяные двигатели. Современные водяные двигатели обладают наиболее высоким КПД 1. Изобретателем водяного двигателя с высоким КПД был замечательный русский техник К- Фролов, который еще около 150 лет тому назад сконструировал водяной двигатель для промышленного применения на Воскресенско-Ко-лыванском заводе, на Алтае.
      Наш Советский Союз располагает колоссальным количеством гидроэнергии, но она до революции не использовалась для народного хозяйства. Только гений В. И. Ленина определил, какие возможности таятся для нашей страны в этом источнике энергии. По его указаниям у нас начала строиться первая гидростанция — Волховстрой, которой присвоено название Волховской ГЭС имени В. И. Ленина.
      За годы советской власти в нашей стране построено огромное количество гидроэлектростанций. В 1932 году вошла в строй самая мощная в Европе станция Днепрогэс. У нас в СССР колоссальные водные ресурсы. На очереди стоят задачи построить ряд гидростанций на многих крупных реках страны. Благодаря плановому социалистическому хозяйству Советский Союз быстро перегоняет капиталистические страны.
      Ветер — источник энергии
      Как мы уже говорили выше, большая часть нашей планеты покрыта океанами, морями и озерами. Вода и суша резко различаются теплопроводностью и теплоемкостью. Вода нагревается очень медленно, но зато поглощает много тепла, а суша, наоборот, нагревается быстро, и для этого требуется срав-
      1 КПД — коэфициент полезного действия.
      нительно мало тепловой энергии. Поэтому воздух над водой и сушей нагревается неравномерно и в нем возникают так называемые конвекционные потоки, или, попросту говоря, — ветер.
      Человек с незапамятных времен приступил к эксплоатации этой энергии. Прежде всего он использовал ветер для передвижения лодок по рекам, а затем кораблей по морям и океанам.
      На парусных судах Колумб открыл Америку. Впервые человек обогнул земной шар, пользуясь парусами. На таких же судах русские путешественники проникли в Антарктику.
      Нельзя сказать, чтобы использование энергии ветра для приведения в действие стационарных установок, то есть для ветродвигателей, в наше время уже стояло на должной высоте.
      Над этой задачей работают сотни исследователей. Ведущую роль здесь занимают русские изобретатели. Возглавляет эту работу ЦАГИ — Центральный аэро-гидродинамический институт. Перед войной ЦАГИ сделал опытную мощную установку в Крыму, около Балаклавы. Эти работы не прекращались у нас и во время войны, а в мирной обстановке они получили еще более широкий размах.
      Перед конструкторами стоит еще много нерешенных вопросов, но какой же увлекательный путь лежит перед нашими инженерами — ведь предстоит использовать с большим КПД самую капризную на земле стихию — ветер.
      Все источники энергии на земле обязаны своим происхождением теплоте, излучаемой солнцем. Эту энергию приносят нам преимущественно невидимые инфракрасные лучи. Не нужно думать, что эти лучи теплые, нет, только когда они падают на землю, их энергия превращается в тепловую. Мы их ощущаем только органами осязания — нашими кожными покровами. Они могут быть настолько интенсивными, что обжигают или вызывают солнечные удары. За счет энергии этих лучей работают гелиоустановки.
     
      Солнечный луч
      Что такое солнечный луч?
      гъЗОШЛО солнышко и осветило землю своими лучами. Но вот солнечный луч попал на грань стекла, и мы видим разноцветный красивый рисунок. Откуда взялись эти краски? Луч светлый, и стекло бесцветное.
      Ученые давно уже разгадали тайну солнечного луча. Оказывается, что светлый солнечный луч не простой, а сложный. Он состоит из бесчисленного множества цветных лучей, и когда проходит через какое-нибудь прозрачное тело, то при некоторых условиях мы имеем возможность наблюдать, как. этот луч разлагается на свои составные части — цветные лучи.
      Так после преломления солнечного луча в каплях дождя вспыхивает на небе многоцветная лента радуги. Полученную в лабораториях радужную полоску Ученые назвали спектром.
      Если солнечный луч пропустить через стеклянную треугольную призму, то последняя не только преломит лучи, но и разложит их на составляющие цветные лучи, и на белом экране появится цветной спектр. В этой радужной полоске бесчисленное множество видимых лучей. Ньютон отметил семь главных: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. А на самом деле их гораздо больше, так как эти цвета без заметных разрывов переходят один в другой.
      Спектральные цветные лучи — видимые лучи, воспринимаемые нашим глазом. Но помимо таких лучей, как мы уже говорили выше, в солнечном спектре имеются невидимые лучи — инфракрасные. Эти лучи располагаются за крайней красной частью спектра.
      За фиолетовой частью спектра имеется большой участок невидимых лучей. Мы их называем ультрафиолетовыми (то есть сверхфиолетовыми). Когда эти лучи падают на предметы, их энергия переходит в химическую. Или, другими словами, эти лучи обладают высокой химической активностью: за счет энергии этих лучей мы и загораем летом, а совсем не потому,
      что жарко. В Арктике воздух исключительно прозрачен, и благодаря этому ультрафиолетовые лучи достигают земли в большем количестве, чем в наших широтах. Поэтому моряки за полярным кругом летом загорают не меньше, чем курортники в Крыму и на Кавказе.
     
      Органическая природа на земле — аккумулятор энергии
      Тепловая и химическая активность солнечных лучей необходима для развития зеленого покрова на земле. За многие миллионы лет, с тех пор как наша земля покрылась твердой корой, она запасла эту солнечную энергию при помощи зеленого листа в растениях, которые затем превратились в торф, каменный уголь и антрацит.
      Давно уже человек приступил к эксплоатации таких запасов горючего в недрах земли. Но, кроме добычи угля шахтным способом на поверхность, ученые стали думать над вопросом, как использовать энергию угля, не извлекая его из недр. Великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев в 80-х годах прошлого столетия писал: «Настанет, вероятно, со временем даже такая эпоха, что уголь из земли вынимать не будут, а там же в земле его сумеют превращать в горючие газы и их по трубам будут распределять на далекие расстояния».
      Возникла идея подземной газификации.
      В. И. Ленин развил эту идею в газете «Правда» еще в 1913 году, то есть за 4 года до Великой Октябрьской социалистической революции. Он писал:
      «Одна из великих задач современной техники близится, таким образом, к разрешению. Переворот, который вызовет ее решение, громаден... Громадная масса человеческого труда, употребляемая теперь на добывание и развозку каменного угля, была бы сбережена. Использовать можно было бы даже наиболее бедные и неразрабатываемые ныне запасы каменного угля. Расходы на освещение и отопление домов понизились бы чрезвычайно. Переворот в промышленности, вызванный этим открытием, будет огромен... Техника капитализма с каждым днем все более и более перерастает в те общественные условия, которые осуждают трудящихся на немое рабство».
      В 1931 г. по инициативе И. В. Сталина впервые начинаются широкие опыты по подземной газификации, давшие большие практические результаты в наши дни.
      В основном процесс газификации заключается в следующем: через скважину, доведенную до пласта угля, подводится под давлением воздух, обогащенный кислородом, и уголь в недрах начинает медленно выгорать, образуя окись углерода.
      Этот газ, с большой теплотворной способностью, по второй скважине поднимается вверх и поступает в распределители, где его очищают от пыли, примесей и смолы. Полученный газ является прекрасным топливом. Его с большим успехом можно применять для сжигания в камерах сгорания газовых турбин.
      В соответствии с законом о пятилетием плане продолжается работа по развитию бесшахтного способа подземной газификации угля с доведением выработки газа в 1950 году до 920 миллионов кубических метров.
      Так же за счет солнечной энергии образовались запасы нефти в подземных пластах земной коры. Теперь можно считать почти установленным, что Д. И. Менделеев прав относительно того, что нефть животного происхождения. Это жиры, то есть углеводородные соединения, миллиардов животных, населявших нашу планету в те отдаленные геологические эпохи, когда еще более теплая земная кора буквально кишела этими гигантскими земноводными и давала им возможность размножаться в чудовищных пропорциях.
      Все эти запасы топлива в виде торфа, угля, нефти и горючих газов, как бы они ни были велики, при развивающейся технике истощаются. Уже теперь в Англии и Бельгии, давно приступивших к эксплоатации своих угольных месторождений, запасы этого топлива подходят к концу. Их приходится добывать из таких глубоких слоев, что разработка многих из них становится невыгодной.
      Перед капиталистическими странами, где давно уже началась выработка угольных и нефтяных месторождений, встает грозный вопрос о топливном голоде.
      Не так обстоит дело в Советском Союзе. Геологи обнаружили в недрах нашего отечества огромные запасы каменного угля самых разнообразных марок и новые месторождения жидкого топлива. В этом отношении мы не только вышли на первое место в мире, но имеем уверенность, что еще многое откроется в ближайшие пятилетки.
      Теплота, заключенная в недрах земли
      Наша планета когда-то была в виде огромной огнежидкой капли. По прошествии миллиардов лет она покрылась твердой корой, а внутри ее все еще сохранилась высокая температура. Уже на глубине 3 — 4 км температура слоя земли достигает 100°, то есть точки кипения воды. На глубине в 20 км эта температура поднимается до 600°. На глубине в 50 км — уже 800°, на глубине в 80 км — температура 1 200°, а на еще большей глубине температура гораздо выше. На этой глуби-
      не все твердые вещества находятся в расплавленном состоянии. Однако центр земли представляет собой твердое ядро в силу огромных давлений вышележащих слоев.
      В земной коре имеются отдушины, через которые расплавленная масса, называемая магмой, по временам через кратеры вулканов изливается в виде лавы на поверхность.
      Этот процесс сопровождается обычно землетрясением.
      Колоссальным запасом топливной энергии внутри земли человек почти еще не пользовался. Поставить эти запасы тепла на службу человеку — проблема будущего.
     
      Энергия морских приливов
      Помимо внутренней температуры земли, на ней проявляется еще одна форма энергии — это энергия морских приливов.
      Откуда она берется?
      Она вызвана вращением земли вокруг своей оси и силой притяжения, которая существует между нашей планетой и ее спутником — луной, а также и между землей и солнцем. Таким образом, энергию приливов можно считать теоретически почти даровой. Опыты по использованию энергии морских приливов ведутся уже давно, но они стоят слишком дорого и пока не оправдали надежд изобретателей. Это тоже проблема, которая будет решена. Тогда человек получит в свое распоряжение новый мощный источник энергии.
      Солнечная энергия может непосредственно переходить в электрическую
      Возможность использования таких запасов энергии, как внутренняя температура земли и морские приливы, еще весьма затруднительна. Процесс накапливания солнечной энергии в растениях обладает чрезвычайно низким КПД — всего 2%. Советские ученые обратились к задаче непосредственного использования солнечного тепла. В гелиоустановках КПД достигает уже 10%, то есть в пять раз превышает КПД растений. Однако и это не может удовлетворить наши запросы.
      Солнце, помимо тепловых лучей, как мы уже указывали, посылает еще невидимые для глаза ультрафиолетовые лучи, которые обладают большой активностью.
      Возникает вопрос: нельзя ли уловить не только тепловые лучи, а всю энергию, посылаемую солнцем?
      На этот вопрос русский ученый, профессор Московского университета А. Г. Столетов в результате многолетних настойчивых опытов ответил:
      А. Г. Столетов (1839 — 1896)
      «От этого очага (то есть солнца), далеко оставляющего за собой все его земные подражания, льется в пространство непрерывный поток лучистого тепла — поток энергии...»
      И на вопрос: а можно ли им непосредственно воспользоваться? — он ответил изготовлением замечательного прибора, из которого впоследствии родился современный фотоэлемент. Уже сегодня эти маленькие приборы, похожие на электрическую лампочку, приобрели исключительное применение. Без них немыслимо звуковое кино. Они получили широкое применение для автоматического управления машинами и приборами, в особенности для сигнализации, заменяя собою самый зоркий и внимательный глаз человека. Недаром фотоэлемент часто так и называют «электрический глаз».
      Рис. 5. Электромотор и фотоэлемент
      Однако в фотоэлементах такого типа энергии больше расходуется от батареи, нежели получается за счет света. Есть другого типа фотоэлементы, называемые «с запирающим слоем», «меднозакисные» или «вентильные». Такой фотоэлемент представляет собою медную пластинку, обработанную особым образом. Путем нагревания до 1000° на ее поверхности создают тончайший слой закиси, а затем покрывают таким же тонким слоем серебра или золота (путем распыления на поверхности металла).
      При освещении такой пластинки лучами между ее поверхностями, разделенными слоем закиси, возникает электродвижущая сила, которая в замкнутой цепи может создать электрический ток (рис 5). Световые лучи, проникая через очень тонкий серебряный слой, вызывают движение электронов с перемещением от меди в слой закиси меди, а движение электронов в металле есть то, что мы называем электрическим током.
      Фотоэлементам предстоит большая будущность, хотя сегодня они имеют еще весьма низкий КПД и экономически маловыгодны. Меднозакисный фотоэлемент имеет КПД всего в 0,6%, селеновый до 0,1%, а с сернистым калием до 1%. Пока фотоэлементы довольно дороги, весьма капризны — боятся перегрева, сырости и т. д. И все же проблема непосредственного превращения световой энергии, минуя все промежуточные стадии, в электрическую — одна из самых интересных и современных. Недаром над ее разрешением работает целый ряд советских научных коллективов.
     
      Внутриатомная энергия и ее применение
      Нет аполитичной науки
      За последние годы наука овладела одним из самых мощных видов энергии — внутриатомной энергией, то есть заключенной в атомных ядрах. Это открытие возникло в результате упорной полувековой работы физиков, причем большая доля в открытиях и исследованиях принадлежит советским ученым.
      Перед человечеством открываются широкие возможности воздействовать на природу в масштабах, которые еще недавно казались неосуществимыми. Однако в целях и задачах, которые ставят перед собою ученые нашей страны, с одной стороны, и в империалистических государствах — с другой, обнаружилось большое расхождение. Недаром президент Академии наук СССР С. И. Вавилов в своем выступлении на конференции сторонников мира сказал: «Наука может быть величайшим благом для человечества, но может быть также и величайшим злом. Все зависит от того, в чьих руках находится наука и для чего она применяется».
      Ученые империалистических стран по заказу военной клики применили атомную энергию для уничтожения человеческих жизней, для разрушения культурных ценностей, создав атомные бомбы. Советские ученые ставят перед собою цель найти новый мощный и дешевый источник энергии, чтобы улучшить жизнь человека.
      Эта противоположность во взглядах на назначение нового научного открытия прекрасно выражена в выступлении Г. М. Маленкова на торжественном заседании, посвященном 32-й годовщине Великой Октябрьской социалистической революции: «Если атомная энергия в руках империалистов является источником производства смертоносных орудий, средством запугивания, орудием шантажа и насилия, то в руках советских людей она может и должна служить могучим средством невиданного еще до сих пор технического прогресса, дальнейшего быстрого роста производительных сил нашей страны».
     
      Атом и его строение
      Прежде чем говорить об атомной энергии, мы должны остановиться на вопросе о том, что представляют собою атомы, то есть те мельчайшие частицы, из которых состоят все окружающие нас тела и мы сами. В переводе на русский язык атом означает «неделимый», но само слово уже давно потеряло первоначальное содержание. Атом представляет сложную систему.
      Если сделать механическое сравнение, то атом можно уподобить миниатюрной солнечной системе. Как вокруг солнца обращается ряд планет, так вокруг ядра атома движется ряд частиц с отрицательным электрическим зарядом, называемых электронами. Ядро атома любого химического элемента обладает всеми физическими и химическими свойствами данного химического элемента и содержит почти всю массу данного атома. Электрический заряд ядра положительный.
      В периодической системе элементов Д. И. Менделеева пер- -вое место (порядковый номер) занимает легкий газ водород. Ядро атома водорода носит название протон, что значит в переводе «простейший». Вокруг ядра атома водорода обращается один электрон. Зная порядковый номер любого химического элемента в периодической системе элементов Менделеева, мы можем представить себе строение атомов. Например, кислород занимает восьмое место (рис. 6). Следовательно, в ядре атома кислорода восемь протонов, а на электронных оболочках находится восемь электронов. Восемь положительных зарядов ядра и восемь отрицательных зарядов электронов равны между собой, и атом электрически нейтрален, хотя в нем существуют всегда электрические заряды.
     
      Электронные оболочки
      Электроны не могут самостоятельно удалиться от ядра атома, так как разноименные электрические заряды взаимно притягиваются. Электроны не могут упасть на ядро, так как при огромной скорости движения возникает сила инерции, часто называемая центробежной силой, которая препятствует возможности электронов приблизиться к ядру.
      Каковы размеры атома и его ядра?
      Поперечник электронных оболочек (поперечник атома) составляет около одной стомиллионной доли сантиметра. Если увеличить атом до размеров яблока, то яблоко соответственно увеличится до размеров земного шара.
      Еще меньше размеры ядра атома, в котором сосредоточена вся внутриатомная энергия.
      Прибегнем опять к сравнению.
      Представим себе, что мы увеличили ядро атома до размеров детского мячика (5 см в диаметре). Тогда диаметр атома оказался бы равным 5 км.
      Одно из изумительных достижений современной физики — это то, что ученые все же сумели обнаружить эту частицу. Главная часть ее — ядро занимает удивительно малое пространство. И самое удивительное, что наука сумела обнаружить это.
      Мир материален и познаваем
      И все же, как ни мал атом, он весьма основательно изучен и исследован. Мир материален, а все материальное может быть познано, для этого требуются различные методы, различные пути, и они могут быть найдены ученым, вооруженным методом диалектического материализма.
      Было время, когда механисты заявляли: электроны — это кирпичики мироздания, здесь «предел» деления материи. В И. Ленин дал отпор таким представлениям о материи, указав, что «электрон так же неисчерпаем, как и атом. Природа бесконечна...» Ученые наших дней убедились в изумительной прозорливости Владимира Ильича Ленина и опытным путем доказали глубокую справедливость его утверждений.
     
      Энергия химических реакций
      Все химические реакции сводятся к перераспределению электронов между атомами. В результате этого обмена ат мов своими электронами может освобождаться часть энергии, которая связывает их с ядром.
      Таково происхождение энергии, выделяемой в виде теплоты при горении топлива. Вы зажгли спичку: произошла химическая реакция, при которой электроны атомов углерода спички и атомов кислорода, находящегося в воздухе, произвели взаимный обмен, перегруппировку, в результате чего образовался углекислый газ. При этом выделилась энергия в виде света и тепла.
     
      Ядро атома и его энергия
      Если сравнить величину энергии, выделяемой при химических реакциях, с той, которая заключается в ядрах атома, то она покажется ничтожной. Прошли тысячелетия после того, как человек впервые произнес слово атом, то есть неделимый, а его строение, его ядро и заключенная в нем энергия были недоступны человеку.
      Исследования, проведенные за последние два десятка лет, наконец, позволили проникнуть в строение атомного ядра. Оказалось, что и ядро не представляет собою простого образования. Оно состоит из протонов и нейтронов. Это открытие, связанное с правильным представлением о строении ядра, сделано еще в 1932 г. Д. Д. Иваненко, профессором Московского университета им. Ломоносова.
      По массе нейтрон почти равен протону, только не обладает электрическим зарядом. Число протонов соответствует порядковому номеру данного химического элемента в периодической системе элементов Менделеева, а число нейтронов составляет разность между атомным весом данного химического элемента и числом протонов в ядре (рис. 7). В ядре атома существуют особые «ядерные силы», которые как бы цементируют, связывают частицы, не позволяя им нарушить структуру ядра. Эти силы колоссальны, но они проявляются только на очень малых расстояниях, не превышающих размеров ядра.
      Теоретические исследования этих сил проведены лауреатом Сталинской премии И. Е. Таммом и рядом других советских ученых. В ядре заложена огромная потенциальная, скрытая энергия, которая может проявиться при расщеплении ядра атома. Сравним величину химической энергии с ядерной: при горении угля каждый атом углерода, соединяясь с двумя атомами кислорода, выделяет четыре единицы энергии (в физике это называется 4 электроно-вольта). При ядерном расщеплении одного атома урана выделяется 150 000 000 таких единиц энергии (электроно-вольт) (рис. 8).
      Таким образом, внутриядерная энергия в десятки миллионов раз больше того, что мы до сих пор получали в технике. Не удивительно, что изучение этих вопросов проходит красной нитью через всю современную физику.
     
      Радий и его энергия
      Полвека тому назад супругами Кюри был открыт очень интересный химический элемент — радий.
      Радий непрерывно выделяет энергию: в темноте он заметно светится желто-зеленым светом, радий всегда несколько теплее окружающей среды; он действует на фотопластинку, завернутую в черную бумагу; он оказывает сильное химическое воздействие на окружающие тела и физиологическое — на органические клетки. В XX веке причина этой энергии объяснена. Это самопроизвольный распад атомов радия.
      Однако этот процесс идет весьма медленно, да и, кроме того, широкого применения в технике и промышленности радий иметь не может, так как его на земле чрезвычайно мало.
     
      Расщепления и превращения атомов
      Нельзя ли искусственно расщеплять атомные ядра?
      На этот вопрос физики ответили утвердительно, и теперь они располагают целым арсеналом «снарядов атомной артиллерии». В специальных приборах протоны, нейтроны и другие частицы могут быть «разогнаны» до больших скоростей воздействием электромагнитных полей и, попадая в ядра других атомов, могут их расщеплять. Так, еще в 1932 году в Харьковском физическом институте Синельников и Лейпунский, облучая потоками быстрых протонов пластинку алюминия, превращали отдельные атомы алюминия в магний и кремний. В наши дни атомы почти любого химического элемента можно превращать в атомы других элементов. Мечта средневековых алхимиков о преобразовании элементов в поисках золота осуществилась в наши дни трудами ученых, опирающихся не на фантастические домыслы, а на выводы материалистической науки.
      При расщеплении атомов в одних случаях требуется энергия извне, а в других случаях происходит огромное выделение энергии. Однако практически каждый раз приходилось расходовать на расщепление в общей сложности значительно больше энергии, чем ее улавливалось при выделении, да и самый процесс тут же прекращался.
      Уран и цепная реакция
      Возникает вопрос: нельзя ли найти такой химический элемент, такое вещество, атомы которого сами поддерживали бы процесс дальнейшего расщепления с выделением энергии? Например, одной спичкой мы можем разжечь огромный костер, так как горение идет от одного полена к Другому, захватывая все большее и большее количество топлива. Такая реакция носит название «цепной». Теория дала ответ, что такая цепная реакция может быть возбуждена в химическом элементе, занимающем последнюю клетку в периодической системе, — в уране.
      Еще в прошлом веке Д. И. Менделеев писал: «Исследование урана... поведет ко многим новым открытиям, я смело рекомендую тем, кто ищет предметов для новых исследований, особенно тщательно заниматься урановыми соединениями...»
      Предвидение Д. И. Менделеева оказалось гениальным.
      В 1939 г. советский ученый Я. И. Френкель создал теорию деления тяжелых ядер под влиянием свободных («блуждающих») нейтронов с получением двух новых ядер и вылетом двух-трех новых нейтронов, которые в свою очередь могут вызвать новые деления ядер атомов урана — «цепную реакцию». Цепная реакция разработана академиком Н. Н. Семеновым. Большой вклад в науку по вопросу деления ядер атомов урана сделали И. Е. Тамм и ряд других советских ученых. Г. Н. Флеров и Ф. А. Петржак впервые измерили энергию, необходимую для деления ядер урана, и открыли его способность к самопроизвольному распаду на два ядра более легких по атомному весу химических элементов.
      Работы Флерова, Петржака и Тамма отмечены Сталинскими премиями.
      В результате выяснены условия, при которых может создаться цепная реакция, так как при каждом расщеплении ядра атома урана вылетают два-три нейтрона, вызывающих расщепление соседних ядер урана, и т. д. (рис. 9).
      В короткие сроки миллиарды миллиардов атомов урана будут охвачены цепной реакцией с выделением энергии, превышающей по своей мощности взрыв такого же количества пороха в десятки миллионов раз.
     
      Соответствие массы и энергии
      За счет чего выделяется эта энергия?
      Мы получим ответ, если подсчитаем массу ядра урана до расщепления и после, конечно, учитывая и вылетевшие нейтроны. Оказывается, после расщепления масса уменьшается. За счет убыли массы выделяется огромное количество энергии. Не нарушается ли при этом закон сохранения материи, сформулированный так четко еще 200 лет тому назад М. В. Ломоносовым? Нет, все наблюдения и измерения показывают справедливость закона сохранения массы и энергии. Наука наших дней не только подтвердила справедливость этих законов; она пошла дальше в обобщении и установила более общий закон, а именно закон постоянства количества массы иэнергии при определенном с о ответств ии их взаимопревращаемости.
      На основании теоретических рассуждений физик А. Эйнштейн в 1905 году составил формулу, связывающую энергию и массу через квадрат скорости света:Е=тс2, где Е — количество энергии, т^ — масса тела и с — скорость света. Необходимо подчеркнуть, что за 4 года до Эйнштейна профессор Московского университета П. Н. Лебедев в своих работах по определению величины светового давления пришел к выводу,.что световая лучистая энергия обладает массой. Больше того: он установил связь между энергией и массой через квадрат скорости света. Эйнштейн своей формулой распространил связь* массы с энергией любого вида.
      Основываясь на формуле, можно утверждать, что энергия, которая выделится при сгорании 2000 тонн керосина, то есть двух железнодорожных составов по 50 цистерн в каждом, равноценна массе в один грамм. Масса не «исчезает», так как соответствующая ей энергия обладает равноценной массой. Если при ядерной реакции наблюдается кажущееся уменьшение массы, это говорит об огромном выходе энергии. При цепной реакции урана происходит уменьшение массы, следовательно, здесь можно ждать мощного выделения энергии. Однако для технического осуществления этой реакции потребовалось преодолеть исключительные трудности.
     
      Уран и его изотопы
      Уран состоит из смеси трех сортов атомов (в физике они именуются изотопами). Из них для технического выделения энергии представляет интерес уран с атомным весом 235 и 238. Условное обозначение U 235 и U 2зв. В каждом куске урана, полученном из руды, преобладает U 2за, именно его часть составляет 99,3%, aU 235 всего только 0,7%. Ме^кду тем способностью к цепной реакции с расщеплением на две почти равные части ядра и выбросом нейтронов обладает только U 235- Попадая в (J язе, нейтроны поглощаются ядрами тяжелого изотопа, не вызывая расщепления. Таким образом, в обыкновенном куске урана цепная реакция не может возникнуть. Требуется разделить изотопы, что представляет исключительные трудности, так как никакими химическими реакциями этого не сделать. Физические же приемы разделения трудны для осуществления.
      Однако найдены другие методы получения из урана внутриатомной энергии, без разделения изотопов. Одним из таких приемов является установка, разработанная Фредериком ЖолиОКюри и называемая «урановый котел» (рис. 10), где возможно осуществление цепной реакции и в неразделенном уране, в природной смеси его изотопов.
      В «ураново-графитовом», или иначе «плутониевом», котле применяются точно рассчитанные по длине и сечению стержни из обыкновенного урана, полученного непосредственно из руды. Эти стержни помещаются в замедлителе, которым может являться химически чистый графит. Расстояния между урановыми стержнями строго рассчитаны.
      Урановый котел
      Самопроизвольный распад U 235 порождает быстрые нейтроны, которые, проходя через графит, замедляют свою скорость движения, а следовательно, становятся менее энергичными. Эти нейтроны поглощаются тяжелым изотопом U 238 незначительно, следовательно, цепная реакция в U 235 не нарушается. Процесс идет только не так бурно, как взрыв чистого U 235, и, кроме того, скорость процесса можно регулировать, вдвигая пластины из кадмия, который, поглощая нейтроны, приостанавливает реакцию (рис. 11).
      БЛУЖДАЮЩИЙ НЕЙТРОН
      Некоторая часть нейтронов все же поглотится и ядрами U 238, число которых в 140 раз больше, чем ядер более легкого изотопа. Ядро U 238, поглотив нейтрон, становится
      по атомному весу тяжелее на единицу и испытывает ряд превращений. Через двое суток такое ядро урана превращается последовательно в новые элементы — нептуний и плутоний (номера 93 и 94). Плутоний может быть отделен от урана в стержне химическими методами. Он обладает теми же свойствами, что и U 235, то есть способен к огромным выделениям энергии при цепной реакции.
      В ураново-графитовом котле в результате медленной цепной реакции происходит выделение огромного количества тепла. Теория показывает, что такой «котел» в несколько тонн урана мог бы развивать тепловую энергию мощностью в полмиллиона лошадиных сил, обладал бы мощностью, равной всей Днепровской ГЭС! Конечно, здесь, в свою очередь, много трудностей; так, например, химически чистый графит не легко получить; самый процесс в котле требует полной автоматизации и применения телемеханики, так как радиоактивные излучения и быстрые нейтроны весьма опасны для жизни рабочих, находящихся даже за толстой каменной стеной, и т. д.
      Как грандиозны перспективы использования этой энергии, так высоко сконцентрированной в уране, плутонии... а может быть и в других химических элементах!
     
      Водород и гелий в недрах солнца
      Теория утверждает, что ожидать выхода энергии можно у элементов, где ядра атомов перегружены частицами, как, например, радий, уран, плутоний и т. д. С другой стороны, ядра атомов водорода, объединяясь по четыре, могут превращаться в ядра атомов газа гелия, выделяя при такой «упаковке» за счет уменьшения массы большие порции энергии.
      Астрофизиками установлено, что в недрах солнца подобные, весьма медленные процессы осуществляются. За счет этого превращения водорода в гелий выделяется так много энергии, что солнце сотни миллионов лет в прошлом и сотни миллионов лет в будущем сохранит все ту же температуру, несмотря на огромный ежесекундный расход энергии.
      Однако пока в лабораторных условиях таких ядерных реакций воспроизвести не удается, так как нельзя получить тех условий, которые имеют место в недрах солнца, а именно около 20 000 000° при давлении в миллиарды атмосфер (рис. 12).
     
      Технические проекты использования атомной энергии
      Над вопросом использования внутриатомной энергии работают целые коллективы советских ученых, ставя своей задачей найти дешевый источник энергии. Создается ряд проектов для использования тепловой энергии ураново-графитовых котлов в металлургии, для теплоэлектроцентралей и других энергетических установок. Расчеты показывают, что это выгодный источник энергии, даже если будет использовано всего 5% выделяемой энергии, а можно рассчитывать и на все 20 — 30%! Тогда, расходуя !/з кг урана в сутки, можно иметь мощность установки почти в 100 000 киловатт. Сегодня это еще фантазия, но недаром В. И. Ленин писал: «Нелепо отрицать роль фантазии и в самой строгой науке» («Философские тетради»).
     
      Секрета атомной бомбы не существует
      Некоторые ученые империалистических стран (особенно Америки и Англии) считали, что при всем техническом напряжении Советский Союз не сможет овладеть атомной энергией раньше, чем в 1952 — 1954 годах. Поэтому для правящих кругов капиталистических стран сообщение ТАСС от 25 сентября 1949 года прозвучало как гром среди ясного неба.
      Приводим выдержку из этого сообщения: «Что же касается производства атомной энергии, то ТАСС считает необходимым напомнить, что еще 6 ноября 1947 года Министр Иностранных Дел СССР В. М. Молотов сделал заявление относительно секрета атомной бомбы, сказав, что «этого секрета давно уже не существует». Это заявление означало, что Советский Союз уже открыл секрет атомного оружия и имеет в своем распоряжении это оружие. Научные круги США приняли это заявление В. М. Молотова, как блеф, считая, что русские могут овладеть атомным оружием не раньше 1952 года. Однако они ошиблись, так как Советский Союз овладел секретом атомного оружия.
      Если на наших недоброжелателей это заявление произвело исключительно подавляющее впечатление, выбивая из их рук один из козырей, то зато нашими друзьями это сообщение было воспринято с большой радостью. А число наших друзей на земном шаре растет с каждым годом, положительно с каждым месяцем. В буржуазной печати для собственного успокоения не раз отмечалось, что основные запасы урановых руд находятся в Канаде, Мексике, Конго, Испании, но не в Советском Союзе. Это неправильно. Еще покойные академики В. И. Вернадский и А. Е. Ферсман в своих работах отмечали большие запасы урановых руд на территории Советского Союза. А за эти годы, можно быть уверенным, обнаружены и осваиваются новые месторождения. Словом, ни урана, ни других материалов нам «занимать» за границей нет надобности, так как СССР богат любыми ископаемыми.
      Каковы же перспективы в области применения энергии?
      Ответ четко изложен министром иностранных дел А. Я. Вышинским в одном из выступлений в Специальном Политическом комитете ООН: «Мы в Советском Союзе используем атомную энергию не для того, чтобы накоплять запасы атомных бомб, хотя я убежден, что когда, — если, к несчастью, это случится, — они понадобятся, их будет столько, сколько необходимо. Мы используем атомную энергию по нашим хозяйственным планам, в наших экономических и хозяйственных интересах. Мы поставили атомную энергию на выполнение великих задач мирного строительства, мы хотим поставить атомную энергию на то, чтобы взрывать горы, менять течение рек, орошать пустыни, прокладывать новые и новые линии жизни там, где редко ступала человеческая нога. Это делаем мы, хозяева своей земли, по нашему плану...»
      Вот грандиозные возможности по переделке природы!
      Человек перестает быть только «наблюдателем», использующим некоторые явления природы для своих нужд, как, например, ветер, напор воды водопадов и т. д. Человек — советский человек — приступает к полной целесообразной переделке природы, воздействуя через применение атомной энергии на горы, течение рек и т. д.
      Сначала, вероятно, появятся большие установки, типа теплоцентралей и грандиозных электростанций, превращающих атомную энергию в тепло, в электричество, параллельно используя жесткое излучение на создание искусственно радиоактивных веществ. В дальнейшем стоимость энергии таких станций сравняется и станет дешевле установок, работающих на угле или нефти. Техника, опираясь на научные достижения, сможет конструировать сверхмощные энергетические установки, но для всего этого требуется еще огромная работа и усилие не одного ученого, а целых коллективов.
      В то время как наука империалистических стран пришла к созданию оружия для уничтожения человеческих жизней, в руках советских ученых атомная энергия служит для дальнейшего быстрого роста производительных сил нашей страны, нашего технического прогресса.
     
      Силы природы на службу человеку
      Наука капиталистических стран из средства созидания и прогресса все больше превращается в средство разрушения. У них наука заходит в тупик. Все сильнее возникают противоречия между интересами трудящихся масс и правящей верхушки капиталистов.
      Показательно в этом отношении высказывание крупного английского ученого Блеккета, сделавшего большой вклад в изучение атома и его строения. В книге «Наука в тупике» он приходит к выводу; «Если общество не может использовать науку, оно должно стать антинаучным, а это значит оставить надежды на возможный прогресс».
      Наука у них начинает вступать в конфликт с господствующим там империализмом. Капитализм начинает бояться тех самых сил природы и научных достижений, которые он в свое время разбудил и освоил. При наличии высокой техники, хорошего оборудования, навыков в работе инженеры и ученые капиталистических стран не имеют самого главного: уверенности, что их работа и достижения пойдут для облегчения жизни, для ее улучшения. Они видят обратную картину, — как их изобретения направляются на уничтожение жизней в массовых масштабах. Протесты против такого использования «изобретения ученых» неоднократно раздавались со страниц зарубежной печати, но, конечно, это были беспомощные и безрезультатные протесты в лагере империалистов.bk&mtgk
      Только в Стране Советов, где все новые достижения науки и техники направляются для блага всего народа, для улучшения и облегчения жизни, атомная энергия может иметь и будет иметь широкое применение.
     
      Энергетика и электрификация в СССР
      План ГОЭЛРО
      Тяжёлые годы ликвидации ущерба, нанесенного белогвардейцами и интервентами, когда молодая Страна Советов напрягала все силы для восстановления народного хозяйства, был создан ленинско-сталинский план электрификации всей страны. Это первый единый план подъема и развития всего народного хозяйства на базе новой техники — электричества и электрификации. Государственная комиссия по электрификации России (сокращенно ГОЭЛРО) объединила до 200 крупнейших советских ученых и специалистов-энерге-тиков, которые в трудные годы разрухи и голода выполнили задание партии и правительства. План ГОЭЛРО был оглашен в декабре 1920 года на VIII Всероссийском съезде Советов и восторженно встречен всеми делегатами.
      Какое большое значение плану электрификации придавал В. И. Ленин, можно видеть из его слов: «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны». В одном из писем к В. И. Ленину И. В. Сталин писал о плане ГОЭЛРО: «Превосходная, хорошо составленная книга, мастерский набросок плана без кавычек. Единственная в наше время марксистская попытка подведения под советскую надстройку хозяйственно отсталой России действительно реальной и единственно возможной при нынешних условиях технически-произ-водственной базы».
      В то время как дореволюционная Россия располагала общей мощностью всех электростанций всего в один миллион киловатт, по плану ГОЭЛРО намечалось в течение 10 — 15 лет построить 30 мощных районных электростанций общей мощностью еще в 1,7 миллиона киловатт, то есть увеличить в 2!/г раза мощность электростанций в нашей стране. В. И. Ленин свое выступление на съезде 22 декабря 1920 года закончил словами: «Если Россия покроется густой сетью электрических станций и мощных технических оборудований, то наше коммунистическое хозяйственное строительство станет образцом
      для грядущей социалистической Европы и Азии». Это научное предвидение все больше оправдывается в нашу сталинскую эпоху.
      В плане ГОЭЛРО предусматривалось не только строительство 21 тепловой и 9 гидроэлектростанций, использующих энергию рек Волхова, Свири, Днепра и Волги. В этом плане детально разработаны мероприятия для бережного и целесообразного использования природных богатств страны, как-то: нефть, каменный уголь и т. д. Разработаны методы использования в топках теплоцентралей торфа, местных углей и различных топливных отбросов. Разработана схема организации централизованного электрического хозяйства в общую систему путем кольцевания как электростанций, так и потребителей энергии. Выдвинута идея широкой электрификации железнодорожных магистралей. Впервые во всей широте поставлена задача внедрения электрификации в сельское хозяйство. Намечены пути развития ирригации и мелиорации.
     
      Строительство крупных электростанций
      При жизни В. И. Ленина вошли в строй три крупные электростанции: Каширская, на подмосковном угле, Петроградская и, частично, Шатурская на торфе. Вскоре после смерти
      В. И. Ленина вошла в строй первая районная гидроэлектростанция — Волховская ГЭС, которую можно назвать «детищем Ильича».
      Начинается эпоха создания мощных электростанций по всей Стране Советов, которая устами И. В. Сталина дала клятву выполнить все заветы В. И. Ленина...
      Строятся и вступают в строй электростанции на Урале, в Донбассе, на Кавказе, на Севере, на Волге, на Востоке...
      В 1932 году советские люди приветствуют пуск крупнейшей в Европе гидроэлектростанции — Днепровской ГЭС, которая начинает своим током обслуживать заводы и целые металлургические и химические комбинаты, расположенные по об^им берегам Днепра. Появляется потребность в передаче электроэнергии на большие расстояния, и советские электротехники разрабатывают технику высоких напряжений — с 22 000 вольт до 220 000 вольт, как, например, на Свирской ГЭС.
     
      Перевыполнение плана
      Энтузиазм советских людей, новые, научно обоснованные методы работы и социалистическое соревнование позволили выполнить в намеченный срок план ГОЭЛРО и перевыполнить его почти в три раза. К концу 1935 года мощность наших электростанций уже составила 7 миллионов киловатт!
      Если дореволюционная Россия, располагая мощностью в миллион киловатт, вырабатывала всего 2 миллиарда киловатт-часов электроэнергии за год, то в 1940 году Страна Советов располагала мощностью в 11 миллионов киловатт, вырабатывая около 48 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. С пятнадцатого места, занимаемого царской Россией по выработке электроэнергии, Страна Советов переходит на второе место в Европе и третье в мире. «В смысле производства электрической энергии мы стояли на самом последнем месте. Теперь мы выдвинулись на одно из первых мест» (И. В. Сталин). За время Отечественной войны ряд крупных электростанций был разрушен или частично поврежден. Гитлеровцы прекрасно понимали, какую огромную роль в народном хозяйстве нашей страны имеет электрификация.
     
      Период послевоенного восстановления
      Наступил День Победы.
      Начинается период послевоенного восстановления. В сталинских пятилетках намечается новый грандиозный размах работ, в которых электрификация страны занимает ведущее положение. К концу первой послевоенной пятилетки мощность
      восстановленных и вновь сооруженных электростанций, включая в это число и резервную мощность, будет доведена до 22,4 миллиона киловатт против 11 миллионов киловатт в 1940 году. Соответственно должно быть увеличено производство электроэнергии к концу этой пятилетки до 82 миллиардов киловатт-часов против 48 миллиардов киловатт-часов в 1940 году (рис. 13).
      Таким образом, в каждый год послевоенной пятилетки вводится в действие мощность в 2,5 миллиона киловатт, в полтора раза больше, чем :вся мощность за 15 лет по плану ГОЭЛРО!
      Рис. 13. Рост производства электроэнергии в СССР в миллионах киловатт-часов
      Только великая страна социализма, с людьми, беззаветно преданными своей Родине и работающими под гениальным руководством вождя трудящихся товарища. Сталина, может осуществить в столь короткий срок такую грандиозную задачу.
     
      Теплофикация
      Наряду с электрификацией страны растет и теплофикация. Если в 1930 году мы располагали 14 ТЭЦ с общей мощностью в 125 тысяч киловатт, то в 1944 году, несмотря на войну, в стране было построено свыше 100 ТЭЦ с общей мощностью в 2 миллиона киловатт. Эти теплоцентрали позволили ежегодно экономить свыше миллиона тонн каменного угля.
      Развитие энергетики в нашей стране позволяет создавать, новые заводы, шахты, промышленные предприятия в точные сроки, значительно перевыполняя первоначальные планы.
     
      Электрификация в сельском хозяйстве
      Энергетика все шире и шире проникает в сельское хозяйство путем электрификации, в первую очередь, совхозов it МТС. Энергетический институт Академии наук СССР произвел специальное исследование в ряде подмосковных совхозов в колхозов по вопросу введения комплексной электрификации, охватывающей почти все виды работ, проводимых в совхозах. и колхозах. Установлено, что в сельском хозяйстве нет операции, которая не могла бы быть с успехом электрифицирована^, резко повышая этим производительность труда (рис. 14).. Каждый киловатт мощности здесь равноценен шести-семи человекам, занятым физическим трудом в течение рабочего дня.
      Первая послевоенная пятилетка повышает размеры электрификации колхозов в 10 раз по сравнению с 1940 годом. Такие темпы недоступны ни одной капиталистической стране.
     
      Электрификация транспорта
      Электрификация на транспорте играет большую роль.
      Энергетический институт Академии наук СССР подробно изучил этот вопрос и показал, по каким линиям должна итти работа в этом направлении. Электрификация увеличивает скорость и вес поезда, так как электровоз обладает большей, чем* паровоз, мощностью. Сокращается время простоя, так как не-требуется смены паровоза и снабжения его топливом и водой. Сокращается более чем в два раза расход топлива на магистралях, где обслуживание связано с теплоцентралями; там же, где источником энергии является гидроэлектростанция, расход топлива сводится к нулю. Уменьшается количество персонала, обслуживающего электросоставы, по сравнению с паровой тягой. Уменьшаются эксплоатационные расходы.
      В первую послевоенную пятилетку транспорт электрифицируется в 2,5 раза больше, чем за все предыдущее время, то есть свыше 5000 км. Сюда включается электрификация не только железнодорожных узлов Москвы и Ленинграда, а и магистраль Урал — Сибирь, протяженностью в 2400 км. Эта магистраль имеет исключительное значение в деле индустриализации страны (рис. 15).
     
      Перспективы кольцевания
      Начинается создание центральной электроэнергетической системы, которая объединит в дальнейшем московские, горьковские, ивановские и ярославские электростанции. Такое «кольцо» охватит громадную территорию и обеспечит бесперебойное снабжение электроэнергией как больших городов, так и предприятий этих областей.
      Намечено расширение уральской системы и южной межрайонной электросистемы. Энергетика начинает играть все большую роль вЪ всех братских социалистических республиках.
     
      Послевоенные пятилетки
      Все это позволяет осуществить задачи, поставленные перед Советской страной товарищем Сталиным в его историческом выступлении 9 февраля 1946 года. Тогда были указаны перспективные уровни по ряду важнейших отраслей промышленности, которые должны быть достигнуты в ближайшие три пятилетки. К концу этих пятилеток ежегодно должно выплавляться чугуна 50 миллионов тонн и стали 60 миллионов тонн. Чтобы выполнить эту грандиозную программу и привести в действие станки на наших фабриках и заводах, а также обеспечить всю промышленность и транспорт, придется добычу угля довести до 500 миллионов тонн и нефти до 60 миллионов тонн в год. Иначе говоря, добыча угля будет доведена по плану до десяти тысяч тонн в каждую минуту, что составляет 10 товарных поездов, груженных углем.
     
      Величайшие технические сооружения наших дней
      В середине 1950 года Совет Министров СССР принял постановления о строительстве грандиозных гидроэлектростанций на реке Волге: Куйбышевской и Сталинградской.
      Рис. 15. Электрификация транспорта СССР (рисунок заимствован из статьи Г. М. Кржижановского «Энергетика и ее будущее» в книге «Современные проблемы науки и техники»)
      Чтобы получить представление о масштабах этих сооружений, приведем несколько сравнений. Мощность новых гидроэлектростанций, которые будут сооружены в пятилетний срок, почти в два с половиной раза больше той мощности, которая была запроектирована планом ГОЭЛРО в 1920 году на срок выполнения за 10 — 15 лет! Годовая выработка электроэнергии этих двух станций превысит то количество электроэнергии, которое дают все электростанции Италии, Швеции и Швейцарии, вместе взятые! Столица нашей Родины Москва получит от Куйбышевской и Сталинградской гидроэлектростанций до 10 миллиардов киловатт-часов энергии в год. Куйбышевская, Саратовская, Сталинградская и Астраханская области — около 5,2 миллиарда киловатт-часов. Центральная черноземная область — 1,2 миллиарда киловатт-часов.
      На орошение и обводнение Заволжья, Прикаспийской низменности между Волгой и Уралом, Сарпинской низменности, Черных земель и Ногайской степи выделяется 3,5 миллиарда киловатт-часов на площади около 14 миллионов гектаров! Улучшатся климатические условия Прикаспийской низменности, являющейся источником суховеев в Поволжье, получат воду, а следовательно и жизнь, миллионы гектаров земель, которые до сих пор пустовали. Разовьется животноводство, земледелие, появятся леса и нивы там, где была выжженная земля, похожая на пустыню.
      Так советские люди переделывают природу, подчиняют ее своим мирным целям и задачам. Еще на XVII съезде партии И. В. Сталин указал, что орошение Заволжья «... это главное с точки зрения борьбы с засухой... Мы не можем обойтись без серьезной и совершенно стабильной, свободной от случайностей погоды, базы хлебного производства на Волге...»
      Орошение и обводнение потребуют только греть того количества электроэнергии, которая по проводам будет направлена в Москву! Десять миллиардов киловатт-часов энергии позволят нашей столице и прилегающим к ней районам осуществить такие преобразования, которые еще недавно могли казаться только сказкой, только пылкой фантазией. Мы законно можем гордиться, что принимаем участие в таких грандиозных стройках, направленных на преобразование природы, на ускорение перехода к коммунизму.
     
      Заключение
     
      В капиталистических странах все чаще появляются статьи и романы, основанные на заявлениях так называемых «ученых», в которых описывается грядущая гибель человечества, вызванная тем, что будут исчерпаны все виды энергии и, в первую очередь, уголь, лес и нефть. В действительности это не так, Энергия нас окружает, она заложена в любой частице вещества, в каждом атоме материи, она заключается в движении воздуха и воды, она излучается солнцем, она таится в недрах земли...
      Наука страны победившего социализма, наука, вооруженная могучим оружием — великими идеями марксизма-ленинизма, опрокидывает лженаучные и антинаучные проповеди гнилой буржуазной идеологии. Советские ученые ставят своей задачей не только наблюдение, изучение и объяснение явлений природы, а и самую трудную из задач — возможность поставить всю природу на службу человеку, покорить ее, подчинить своей воле, направить по своему усмотрению. Используя лучшие традиции классиков русской науки, советские ученые создают свои собственные методы в работе, позволяющие преодолеть любые трудности, любые препятствия.
      Техника ближайших будущих лет выработает ряд новых приемов и методов, которые сделают труд человека более легким и не только удовлетворяющим его, но и положительно радостным. Мы уже видим осуществленными такие преобразования, как подземная газификация, устраняющая трудную и опасную работу шахтера под землей. Завершается ликвидация противоположности между умственным и физическим трудом, каждый советский человек становится все более разносторонне развитым и обладающим знаниями, позволяющими управлять самой сложной и могучей техникой.
      Но эта техника не обратит человека в автомат или механического регистратора этапов производства. Она потребует умения ориентироваться в сложных процессах, устранять неполадки, создавать новые и новые приборы для управления природой.
      Для всего этого требуется огромное количество энергии, и она будет в распоряжении человечества. То, что научно предвидели Маркс и Энгельс, осуществляется на наших глазах, при нашем непосредственном участии. Партия Ленина — Сталина ведет советский народ к светлым вершинам коммунизма.
     
     
      МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
      Одной из основных идей при проведении лекции на основе материала данной брошюры должна быть идея о том, что энергия нас окружает, что практически запасы энергии почти неограниченны. Поэтому лектор должен показать ошибочность высказываний ученых буржуазных стран о предстоящем исчерпании запасов топлива на земле и о грядущей катастрофе.
      Вторая, не менее важная, задача заключается в том, чтобы показать роль русских изобретателен и ученых, внесших в мировую науку исключительно ценный вклад своими работами и открытиями.
      Необходимо показать, что Великая Октябрьская социалистическая революция открыла новую эпоху в развитии русской науки, поставив перед ней благородную цель служения народу. «Раньше весь человеческий ум, весь его гений творил только для того, чтобы дать одним все блага техники и культуры, а других лишить самого необходимого — просвещения и развития. Теперь же все чудеса техники, все завоевания культуры станут общенародным достоянием и отныне никакой человеческий ум и гений не будут обращены в средства насилия и средства эксплуатации» (В. И. Ленин). Наша советская наука идет во главе технического прогресса, и она должна перегнать и превзойти в ближайшее время достижения науки за пределами СССР на базе широко развернувшихся научно-исследовательских работ, проводимых под руководством Академии наук СССР, при поддержке партии и правительства.
      Нет надобности в лекции подробно развивать материал, связанный с получением энергии за счет морских приливов или теплоты недр земного шара, — это вопросы далекого буду* ЩЙРО.
      В технике наших дней есть более насущные задачи. Они связаны с непосредственным улавливанием и использованием световых и тепловых солнечных лучей и, наконец, с освоением внутриатомной, или, как предпочитают называть физики, внутриядерной энергией. Здесь особенно наглядно можно показать классовый характер науки и беспочвенность заявлений некото-
      рых ученых буржуазных стран о том, что наука аполитична. Те же самые научные открытия в области атомной энергии могут стать величайшим благом в стране победившего социализма, и они же превращаются в величайшее зло и гибель для человечества и прогресса в руках империалистов.
      Партия Ленина — Сталина вооружила советских ученых творческим методом научного исследования и научного предвидения, дав образцы работы в этом направлении, используя метод диалектического материализма.
      Необходимо показать, какое исключительное внимание к изобретательству и вообще к вопросам развития и рационализации проявлял и проявляет лично товарищ И. В. Сталин, являющийся инициатором и вдохновителем технического прогресса народного хозяйства нашей страны.
      Лекция, посвященная такой обширной и разносторонней теме, как источники энергии и их применение, должна сопровождаться иллюстрациями. Только при этом условии материал, излагаемый лектором, будет полностью воспринят слушателями.
      Кинофильмы из учебной серии, как на узкой, так и на широкой пленке, могут иллюстрировать работу воды, ветра и энергию солнечных лучей.
      Раздел атомной энергии можно сопровождать серией диапозитивов: «Атом и внутриатомная энергия», авторы П. В. Вой-нилович и А. И. Самгин, издание Главучтехпрома, 1949 года.
      Если нет фильмов и диапозитивов, можно использовать учебные плакаты и таблицы. Последние могут быть выполнены самим лектором или под его руководством при обязательном условии соблюдения таких масштабов, которые позволят видеть их слушателям самых дальних рядов.
      ПЛАН
      Энергия, ее превращения и различные формы проявления. Тепловая энергия как особая форма движения частиц тела. Механическая энергия и ее переход в электрическую энергию. Химическая энергия и ее превращение в электрическую. Превращение электрической энергии в тепловую, световую и обратно. Свет — источник механической энергии.
      Закон сохранения энергии. Солнце — основной источник энергии на земле. Гелиоустановки. Ветер и круговорот воды в природе. Растения — аккумуляторы солнечной энергии.
      Подземная газификация. Энергия в недрах земли. Энергия морских приливов. Фотоэффект — новый путь к превращению световой энергии непосредственно в электрическую.
      Внутриатомная энергия, ее применение и перспективы. Энергетика и электрификация в сталинских пятилетках. План ГОЭЛРО и его перевыполнение. Текущие послевоенные сталинские пятилетки. Заключение.
     
      ЛИТЕРАТУРА
      Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм. ОГИЗ. Гос-политиздат, 1946.
      Сталин И. В. О диалектическом и историческом материализме. ОГИЗ. Госполитиздат, 1945.
      Энгельс. Диалектика природы. ОГИЗ. Госполитиздат, 1950.
      Вавилов С, И. Советская наука на новом этапе. М. Изд. Академии наук СССР. 1946.
      Вавилов С. И. Ломоносов и русская наука. М. Воен. изд. МВО СССР. 1947.
      Люди русской науки. Под редакцией И. В. Кузнецова. М. — Л. Гостехтеориздат, 1948.
      Наука и жизнь. Сборник под редакцией Н. С. Дороватов-ского. М. Госкультпросветиздат, 1949.
      Современные проблемы науки и техники. Ломоносовские чтения. М. «Молодая гвардия», 1949.
      Данилевский В. В. Творец паровой машины Ползунов. М. «Молодая гвардия», 1947.
      Данилевский В. В. Русская техника. Лениздат. Изд. 2-е. 1948.
      Михайлов А. И. Творцы новой техники. Стенограмма лекции в Центральном лектории в Москве. М. «Правда», 1949.
      Туровская А. Г. Техника завтрашнего дня. М. Госкультпросветиздат, 1946.
      Марков М. Покоренные стихии. М. Госкультпросветиздат, 1948.
      Гумилевский Л. Русские инженеры. М. «Молодая гвардия», 1947.
      Кржижановский Г. М. Энергетика и ее будущее (в книге «Современные проблемы науки и техники»). М. «Молодая гвардия», 1949.
      Шателен М. А. Русские электротехники второй половины XIV века. Госэнергоиздат, 1949.
      Тимирязев К. А. Жизнь растения. М. Сельхозгиз, 1949.
      Очерки по истории физики в России. Под ред. проф А. К. Тимирязева. М. Учпедгиз, 1949.

|||||||||||||||||||||||||||||||||
Распознавание текста книги с изображений (OCR) — творческая студия БК-МТГК.