Далее начинается самое интересное. Видно, что в уравнении левая часть в скобке будет линейно возрастать в зависимости от h или по гиперболе для V2, а правая будет убывать, причем по параболе. Кто же перетянет? Построим зависимость энергии от перепада уровней h. График сделаем для различных величин входной скорости V1, приняв ее за константу.
Парадоксально! График зависимости энергии от перепада уровней имеет экстремум. Причем на восходящей ветви баланс энергии будет положительным (коэффициент мощности > 1), то есть извлекаемая потенциальная энергия будет больше затрачиваемой на ускорение выходящего потока кинетической, и установка будет саморазгоняться, пока не достигнет максимума. Энергия, выдаваемая установкой в этой точке, будет превышать кинетическую энергию входного потока в несколько раз. А при определенных условиях в десятки и даже сотни раз!
При этом скорость выходящего потока будет существенно (порой в 2 – 3 раза) выше скорости входящего, а, следовательно, кинетическая энергия выходящего потока в 4 – 9 раз выше кинетической энергии входящего. Более того, не все «в порядке» и с входной скоростью. Она также имеет экстремум.
Как ни парадоксально, но существует оптимальная скорость входного потока, при превышении которой мощность установки будет резко падать. Это связано с существенными затратами энергии на разгон уже и без того быстродвижущегося потока. Подобная машина сама для себя создает подпор и в состоянии извлекать потенциальную энергию из объекта без затрат энергии извне.
Мифология или наука?
Вам это ничего не напоминает?
Наиболее сведущие в физике сразу воскликнут: «Да ведь это же «демон Максвелла»! Пресловутый и неуловимый! Многие скажут, что Максвелл предложил своего «демона» для термодинамики, а здесь мы оперируем гидродинамикой. Да, но смысл от этого не меняется – мы можем извлечь из объекта (в данном случае – потока жидкости) потенциальную энергию, которую при обычных условиях извлечь невозможно, – и при этом ничего не затрачивая (даже не строя плотины!).
Правда, извлечь можно все же не всю потенциальную энергию. Во-первых, глубина выходящего потока не равна нулю. Во-вторых, часть извлеченной потенциальной энергии переходит в дополнительную кинетическую энергию, выплескиваемую с этим потоком. А она ведь даже больше, чем кинетическая энергия входящего потока. Но это – та плата, которую мы должны отдать «демону», чтобы он согласился работать на нас.
Может возникнуть вопрос: «А как же тогда выходящий поток, имеющий уменьшенную глубину, сопрягается с окружающим его потоком воды с нормальной, неизмененной глубиной?». Тут стоит как раз вспомнить, что скорость выходящего потока выше, чем окружающей среды, и вследствие эффекта эжекции возникает так называемый «гидравлический прыжок», который выравнивает несоответствия кинетической и потенциальной энергий двух потоков. Этот «прыжок» по сути представляет собой бурун, завихрение в потоке.
Вывод из всего вышеописанного невозможно переоценить. В природе существует процесс, позволяющий извлекать не извлекаемую прежде потенциальную энергию из любого ее имеющего объекта, и он найден! Это – принцип положительной обратной связи с возможностью передачи энергии между разными потоками энергоносителя. И есть возможность получения бесплатной, экологически чистой энергии из окружающей среды, предсказанная великим английским ученым Джеймсом Максвеллом еще в 1871 году в виде шуточного демона. Может быть, именно поэтому это всегда и воспринималось не более чем шутка великого ученого?
Или это все же реальность?
С термодинамикой и аэродинамикой, правда, пока еще не все ясно, но, поскольку этот процесс существует в гидродинамике, то он должен существовать и в любой другой отрасли физики. Некоторые разработки в термо- и аэродинамике уже имеются. Но, даже если этот процесс не будет найден для них в ближайшее время и поиск его затянется еще на десяток лет, то, как минимум, использование его гидродинамической интерпретации уже сейчас сулит человечеству огромные дивиденды в виде бесплатной энергии и чистой атмосферы.
В заключение хотелось бы отметить, что все вышеприведенные расчеты сделаны для идеальной жидкости, а на способ получения энергии и расчета устройств, использующих этот принцип, а также на конструкцию этих устройств поданы международные патентные заявки.
СПРАВКА
Демон Максвелла – мысленный эксперимент 1867 года, его главный персонаж – гипотетическое разумное существо микроскопического размера, придуманное Джеймсом Максвеллом с целью проиллюстрировать кажущийся парадокс второго начала термодинамики.
Одним из следствий второго начала термодинамики является невозможность передачи тепла от тела с меньшей температурой телу с большей температурой без совершения работы.
Мысленный эксперимент состоит в следующем. Предположим, сосуд с газом разделен непроницаемой перегородкой на две части: правую и левую. В перегородке отверстие с устройством (так называемый демон Максвелла), которое позволяет пролетать быстрым (горячим) молекулам газа только из левой части сосуда в правую, а медленным (холодным) молекулам – только из правой части сосуда в левую. Тогда, через большой промежуток времени, горячие молекулы окажутся в правом сосуде, а холодные – в левом.
Таким образом, получается, что демон Максвелла позволяет нагреть правую часть сосуда и охладить левую без дополнительного подвода энергии к системе. Энтропия для системы, состоящей из правой и левой части сосуда, в начальном состоянии больше, чем в конечном, что противоречит термодинамическому принципу неубывания энтропии в замкнутых системах (второе начало термодинамики).
Парадокс разрешается, если рассмотреть замкнутую систему, включающую в себя демона Максвелла и сосуд. Для функционирования демона Максвелла необходима передача ему энергии от стороннего источника. За счет этой энергии и производится разделение горячих и холодных молекул в сосуде, то есть переход в состояние с меньшей энтропией.