История энергосбережения в лицах

 

В данном разделе в хронологическом порядке приводятся крат­кие биографические сведения о людях, которые в свое время в пря­мой или косвенной форме говорили о рациональном использовании энергии, считали энергию глобальной проблемой человечества. Мно­гие из них считали целью своей жизни повысить эффективность ис­пользования энергетических ресурсов своего времени.

Катон Старший (234-149 гг. до н. э.). Много внимания в своей ра­боте «О земледелии» уделил рассуждениям о рациональном исполь­зовании рабов. Его советы, по существу, не что иное, как перечисле­ние энергосберегающих мероприятий в сельском хозяйстве того времени. По мнению Катона Старшего, реализация энергосберегаю­щих мероприятий была целесообразней, чем увеличение количества рабов.

Герои Александрийский (около 1 в.), древнегреческий ученый. Дал систематическое изложение основных достижений античного мира по прикладной механике и математике. Изобрел ряд приборов и ав­томатов. Утверждают, что впервые построил прототип реактивной турбины, потребность в которых появилась 1800 лет спустя.

Папен (Рарш) Дени (1647-1714, по другим данным, 1712), француз­ский физик, один из изобретателей теплового двигателя. С 1675 г. работал в Лондоне (в 1688-1707 гг. работал в Германии). Изобрел паровой котел с предохранительным клапаном (1680), несколько ма­шин для подъема воды. В 1690 г. описал замкнутый термодинамичес­кий цикл паро-атмосферного двигателя, но создать работоспособный двигатель не смог.

Юнг (Янг) Томас (1773-1829), английский ученый, один из осно­воположников волновой теории света. Сформулировал принцип ин­терференции (1801), высказал идею о поперечности световых волн (1817). Ввел модуль упругости, названный его именем. Труды по аку­стике, астрономии, расшифровке египетских иероглифов.

Одним из первых в 1807 г. стал использовать термин «энергия» применительно к живой силе.

Ползунов Иван Иванович (1728-1766), русский теплотехник. В 1763 г. разработал проект универсального парового двигателя — первой в мире двухцилиндровой машины непрерывного действия, осуще­ствить который ему не удалось. В 1765 г. построил по другому проек­ту первую в России паросиловую установку для заводских нужд, про­работавшую 43 дня; за неделю до ее пробного пуска Ползунов скончался. По праву считается первым русским теплотехником. В сво­их записках подчеркивал оторванность науки его времени от прак­тики.

Черепановы, российские изобретатели, крепостные заводчиков Демидовых: отец, Ефим Алексеевич (1774-1842), и сын, Мирон Ефи­мович (1803-1849). Построили первый в России паровоз (1833-1834) и железную дорогу длиной 3,5 км. Построили котел для утилизации тепла дымовых газов печи на металлургическом заводе.

Дэви (Дейви) (Davy) Гемфри (Хамфри) (1778-1829), английский химик и физик, один из основателей электрохимии, иностранный почетный член Петербургской АН (1826). Получил электролизом водород и кислород (из воды), К, Na, Ca, Sr, Ba, Mg и Li. Описал электрическую дугу. Предложил водородную теорию кислот. Открыл обезболивающее действие гемиоксида азота. Изобрел безопасную рудничную лампу.

Кориолис (Coriolis) Гюстав Гаспар (1792-1843), французский уче­ный. Труды по теории относительности движения, ввел понятия так называемой силы Кориолиса и ускорения Кориолиса.

Карно Никола Леонар Сади (1796-1832), французский физик и инженер, один из основателей термодинамики. Сын Л. Н. Карно. Рас­смотрел идеальный термодинамический цикл и доказал теорему, на­званную его именем. Считал, что тепловым машинам «суждено со­вершить большой переворот в цивилизованном мире», и один из первых задался целью определить причины их несовершенства.

Клапейрон (Clapeyron) Бенуа Поль Эмиль (1799-1864), французс­кий физик и инженер. В 1820-1830 гг. работал в России, член-кор­респондент Петербургской АН (1830). Ввел в термодинамику инди­каторные диаграммы, так называемые уравнения Клапейрона и Клапейрона — Клаузиуса. Первым стал применять графический ме­тод теоретического исследования работы тепловых машин.

Клаузиус (Clausius) Рудольф Юлиус Эмануэль (1822—1888), немецкий физик, один из основателей термодинамики и молекулярно-кинетической теории теплоты, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1878). Дал (одновременно с У. Томсоном) пер­вую формулировку второго начала термодинамики (1850), ввел по­нятия энтропии (1865), идеального газа, длины свободного пробега молекул. Обосновал (1850) так называемое уравнение Клапейрона— Клаузиуса. Доказал теорему вириала (1870). Разработал теорию по­ляризации диэлектриков (формула Клаузиуса—Моссотти). Сформу­лировал гипотезу «тепловой смерти Вселенной».

Томсон Уильям (в 1892 г. за научные заслуги получил титул баро­на Кельвина, Kelvin; 1824-1907), английский физик, член (1851) и президент (1890-1895) Лондонского королевского общества, иност­ранный член-корреспондент (1877), иностранный почетный член (1896) Петербургской АН. Труды по многим разделам физики (тер­модинамика, теория электрических и магнитных явлений и др.). Дал одну из формулировок второго начала термодинамики, предложил абсолютную шкалу температур (шкала Кельвина). Эксперименталь­но открыл ряд эффектов, назвав их именем (в том числе эффект Джо­уля—Томсона). Активный участник осуществления телеграфной связи по трансатлантическому кабелю, установил зависимость периода колебаний контура от его емкости и индуктивности. Изобрел многие электроизмерительные приборы, усовершенствовал ряд мореходных инструментов. Первым дал строгое определение понятия энергии.

Тимирязев Климентий Аркадьевич (1843-1920), естествоиспыта­тель, один из основоположников русской научной школы физиоло­гов растений, член-корреспондент Российской АН (1917), член-кор­респондент Петербургской АН (с 1890). Профессор Петровской земледельческой и лесной академии (с 1871) и Московского универ­ситета (1878-1911), ушел в отставку в знак протеста против притес­нений студенчества. Депутат Моссовета (1920). Раскрыл закономер­ности фотосинтеза как процесса использования света для образования органических веществ в растении. Труды по методам исследования физиологии растений, биологическим основам агрономии, истории науки. Один из первых пропагандистов дарвинизма и материализма в России. Популяризатор и публицист («Жизнь растения», 1878 г.; «Наука и демократия», 1920 г.). Отмечал прямую связь между учени­ем о рассеянии энергии (Лорд Кельвин) и учением о борьбе за суще­ствование (Ч. Дарвин).

Больцман (Boltzmann) Людвиг (1844-1906), австрийский физик, один из основателей статистической физики и физической кинетики, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1899). Вывел функцию распределения, названную его именем, и основное кинети­ческое уравнение газов. Дал статистическое обоснование второго на­чала термодинамики (1872). Вывел один из законов теплового излу­чения (закон Стефана—Больцмана). Доказал несостоятельность теории «тепловой смерти Вселенной» (см. Р. Клаузиус).

Подолинский Сергей Андреевич (1850-1891), родился в Киевской губернии. В 1871 г. окончил физико-математический факультет Ки­евского университета, в 1876 г. — медицинский факультет универси­тета во Вроцлаве. В 1880 г. опубликовал в журнале «Слово» основ­ную свою работу «Труд человека и его отношение к распределению энергии». Пожалуй, впервые была показана энергетическая сущность труда: труд расходует энергию, но в его результатах энергии скон­центрировано больше, чем было затрачено. Он показал, что во всех случаях потребление энергии служит «увеличению средств» для «но­вого производства», а также утверждал, что именно общество со стремлением к быстрому накоплению энергии может быстро идти вперед. Справедливости ради следует отметить, что быстро накапли­вается энергия там, где ее рационально используют.

Впервые пока­зал исчерпаемость невозобновляемых источников энергии и обяза­тельность перехода на возобновляемые источники энергии.

Оствальд (Ostwald) Вильгельм Фридрих (1853-1932), немецкий физикохимик и философ, иностранный член корреспондент Петер­бургской АН (1396). Труды по теории растворов электролитов, хи­мической кинетике и катализу. Положил начало (1839) изданию се­рии «Классики точных наук»; его работы способствовали становлению науковедения. Нобелевская премия (1909) Глава «энергетизма» — полуфилософского учения, провозгласившего замену материи энергией. Очевидно, здесь шла речь не о возмож­ности движения без материи, а об энергетической основе матери­ального мира.

Дизель (Diesel) Рудольф (1858-1913), немецкий инженер. Создал (1897) двигатель внутреннего сгорания, названный его именем. Сво­им изобретением дал начало развитию целого комплекса машин и устройств, в основе которых дизельный двигатель. Приведем здесь только некоторые из этих машин и систем:

— дизель, поршневой двигатель внутреннего сгорания с воспла­менением от сжатия. Работает на дизельном топливе, экономичен.

Применяется в основном на судах, тепловозах, грузовых автомоби­лях, тракторах, дизельных электростанциях.

—дизельная электростанция, энергетическая установка, оборудо­ванная одним или несколькими генераторами электрического тока, приводимыми во вращение дизельными двигателями. Используются в сельском хозяйстве, лесной промышленности, на транспорте и др. в качестве основного, резервного или аварийного, стационарного или передвижного источника электроэнергии.

—дизельное топливо, жидкое нефтяное топливо: в основе керосино-газойлевые фракции прямой перегонки нефти (для быстроходных дизелей) и более тяжелые фракции или остаточные нефтепродукты (для тихоходных дизелей). Важнейшая характеристика дизельного топлива — цетановое число.

— дизель-поезд, железнодорожный состав из моторных (оборудо­ванных дизелями) и прицепных вагонов, в котором крайние (голов­ные) вагоны оборудованы пультами управления.

— дизель-электроход, судно, на котором электрические генерато­ры приводятся в действие дизелями.

Стодола (Stodola) Аурель (1859-1942), словацкий теплотехник. С 1892 г. жил в Швейцарии. Труды по теории и расчету паровых и газовых турбин, теории автоматического регулирования. Ввел (со­вместно с Ж. Гюи) понятие «технической работоспособности», или максимальной технической работы, что впоследствии было названо «эксергией».

Вернадский Владимир Иванович (1863-1945), естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель. Основоположник комплекса со­временных наук о Земле — геохимии, биогеохимии, радиологии, гид­рогеологии и др. Создатель многих научных школ. Академик Петер­бургской АН (1912), академик Российской АН (1917), академик АН СССР (1925), первый президент АН Украины (с 1919). Профессор Мос­ковского университета (1898-1911), ушёл в отставку в знак протеста против притеснений студенчества. Идеи Вернадского сыграли выда­ющуюся роль в становлении современной научной картины мира. В центре его естественных научных и философских интересов — разра­ботка целостного учения о биосфере, живом веществе (организую­щем земную оболочку) и эволюции биосферы в ноосферу, в которой человеческий разум и деятельность, научная мысль становятся опре­деляющим фактором развития, мощной силой, сравнимой по своему воздействию на природу с геологическими процессами. Учение Вернадского о взаимоотношении природы и общества оказало сильное влияние на формирование современного экологического сознания. Развивал традиции русского космизма, опирающегося на идею внут­реннего единства человечества и космоса. Вернадский — один из ли­деров земского либерального движения и партии кадетов (конститу­ционалистов-демократов). Организатор и директор Радиевого института (1922-1939), Биогеохимической лаборатории (с 1923, ныне Институт геохимии и аналитической химии РАН им. Вернадского). Государственная премия СССР (1943). Считал, что потенциальная энергия страны дает представление об имеющихся в данной стране богатствах. Ему принадлежит высказывание, что настало время пе­рехода человеческого разума от идеи «покорения природы» к но­вой идее «рационального природопользования через энергосбере­жение».

Грумм-Гржимайло (Грум-Гржимайло) Владимир Ефимович (1864-1928), металлург, член-корреспондент АН СССР (1927). Автор гид­равлической теории расчета пламенных печей. Труды по физико-хи­мическим основам сталеплавильных процессов, калибровке прокатных валков, производству огнеупоров. В 1920 г. В. Грумм-Гржимайло был приглашен в Уральский государственный универси­тет, где впервые в мире и России с его участием была организована кафедра металлургии стали и теории печей. В 1924-1925 гг. им была издана книга «Пламенные печи», где была изложена гидравлическая теория печей. Данная теория заложила основы эффективного исполь­зования топлива в печных агрегатах самого различного технологи­ческого назначения.

Нернст (Nernst) Вальтер (1864-1941), немецкий физикохимик, один из основоположников современной физической химии, иностранный член-корреспондент Российской АН (1923). иностранный Почетный член АН СССР (1926). Сформулировал теорему (1906) — так называ­емое 3-е начало термодинамики, открыл одно из термомагнитных яв­лений (1886, эффект Нернста—Эттингсхаузена). Труды по теории ра­створов (закон распределения Нернста), электрохимии, кинетике и катализу; разработал (1904) диффузионную теорию гетерогенных химических реакций. Нобелевская премия (1920). Автор третьего за­кона термодинамики — энтропия стремится к нулю по мере сниже­ния абсолютной температуры.

Ему принадлежит высказывание: «Раз­водить теплокровных животных — значит обогревать на свои деньги мировое пространство».

Богданов (настоящая фамилия Малиновский) Александр Алексан­дрович (1873-1928), политический деятель, врач, философ, экономист. Большевик, с 1905 г. член ЦК. Руководитель группы «Вперед». Ав­тор утопических романов «Красная звезда», «Инженер Мэнни». С1918 г. идеолог Пролеткульта. Основное сочинение — «Всеобщая организаци­онная наука» (т. 1-2, 1913-1917). Выдвинул идею создания науки об общих принципах организации — тектологии, предвосхитил некото­рые положения кибернетики. С 1926 г. организатор и директор Ин­ститута переливания крови; погиб, проводя на себе опыт.

Он отмечал господствующее положение принципа сохранения и ограниченное действие закона возрастания энтропии. Пожалуй, это и есть то, что сейчас называют «энергосберегающий путь развития».

Бриллюэн (Brillouin) Леон (1889-1969). французский физик, с 1941г. в США. Труды по теории твердого тела (ввел так называемые зоны Бриллюэн), квантовой механике, магнетизму, радиофизике, теории информации, философии естествознания. Ввел понятие отрицатель­ной энтропии — «негэнтропии». Негэнтропия характеризует каче­ство энергии, и ею обладают в первую очередь системы, способные производить механическую или электрическую работу (сжатая пру­жина, заряженный аккумулятор и т. п.).

Капица Петр Леонидович (1894-1984), физик, один из основате­лей физики низких температур и физики сильных магнитных полей, академик АН СССР (1939), дважды Герой Социалистического Труда (1945,1974). В 1921-1934 гг. в научной командировке в Великобрита­нии. Организатор и первый директор (1935-1946 и с 1955) Института физических проблем АН СССР. Открыл сверхтекучесть жидкого ге­лия (1938). Разработал способ сжижения воздуха с помощью турбо-детандера, новый тип мощного СВЧ-генератора. Обнаружил, что при ВЧ-разряде в плотных газах образуется стабильный плазменный шнур с температурой электронов 10³-10⁶ К. Государственная премия СССР (1941, 1943), Нобелевская премия (1978). Золотая медаль им. Ломо­носова АН СССР (1959). Сказал после 1973 г., что преодоление над­вигающегося... энергетического кризиса представляет для человече­ства наиболее крупную глобальную проблему.

Опарин Александр Иванович (1894-1980), биохимик, академик АН СССР (1946), Герой Социалистического Труда (1969). Один из орга­низаторов и директор (с 1946) Института биохимии АН СССР. Выд­винул гипотезу возникновения жизни на Земле (1922). Исследования по биохимии переработки растительного сырья, действию ферментов в растении. Ленинская премия (1974). Золотая медаль им. Ломо­носова АН СССР (1980).

Семенов Николай Николаевич (1896-1986), ученый, один из осно­воположников химической физики, основатель научной школы, ака­демик АН СССР (1932), дважды Герой Социалистического Труда (1966, 1976). Создал общую количественную теорию цепных реакций (1934). Разработал теорию теплового взрыва газовых смесей.

 

Ленин­ская премия (1976), Государственная премия СССР (1941, 1949), Но­белевская премия (1956, совместно с С. Хиншелвудом). Золотая ме­даль им. Ломоносова АН СССР (1970). Отметил, что энергоемкость лиши и кормов, производимых в год, составляет около 70% энерго­емкости добываемого за это время горючего.

Пригожин (Prigogine) Илья Романович (род. в 1917, в России) бель­гийский физик и физико-химик, один из основоположников термо­динамики неравновесных процессов, иностранный член РАН (1991), иностранный член АН СССР (с 1982). Доказал теорему, названа его именем. Нобелевская премия (1977).

Доказанная И. Р. Пригожиным (1947) теорема термодинамики неравновесных процессов: при внешних условиях, препятствующих достижению системой равновесного состояния, стационарное состо­яние системы соответствует минимальному производству энтропии. Ввел принцип минимума возникновения энтропии. Именно из этого принципа надо исходить, когда производится оценка предельных воз­можностей любой двигательной конструкции (максимальной энер­гетической эффективности).

Римский клуб, международная общественная организация. Осно­вана в 1968 г. с целью исследования развития человечества в эпоху научно-технической революции. Объединяет около 100 ученых, об­щественных деятелей, бизнесменов из многих стран, в том числе Рос­сии. Поощряет исследовательские проекты и публикует так называе­мые доклады Римского клуба, которые привлекли внимание к глобальным проблемам и вызвали острую полемику.

Именно с этой организацией связывают начало работ по устойчивому развитию общества, в основу которого положено эффектив­ное использование энергии и рациональное природопользование