Синекдоха отвечания - Двигатель, работающий на воде

05:49 am - Двигатель, работающий на воде

Конечно, чертовски заманчиво выглядит перспектива создания двигателя, способного в качестве топлива использовать обыкновенную воду. Возможность создания тепловой машины, работающей на воде неоднократно возникала в истории человечества. Всплыла сегодня эта тема в одном разговоре. Я в принципе считаю, что раз такой двигатель (несмотря на кучу попыток) до сих пор не создан, то видимо, это действительно невозможно: верить тут в теорию заговора глупо, потому что такого джинна в бутылке не утаишь, если бы был хоть малейший шанс построить такой двигатель, он был бы построен.
Впрочем теоретически можно предложить вариант реализации, взяв за основу обыкновенный дизель. Сначала, как и в обычном дизеле, в цилиндр засасывается атмосферный воздух, который затем адиабатически сжимается. При этом его температура возрастает до 700°С, а давление - до 50 атм. Если теперь вместо топлива в цилиндр впрыснуть воду, то она по идее должна испариться (для простоты будем считать водяной пар идеальным газом - для нашей прикидки такое допущение канает - теплоту фазового перехода постоянной величинамой а удельный объём пара >> намного больше удельного объёма воды). Подставляя всё это в уравнение Клапейрона-Клаузиуса и производя интегрирование получаем зависимость температуры от давления (ну и наоборот, соответственно). В итоге получается, что при 50 атм. температура кипения воды составит 530°C, что при наших 700°C должно дать гарантированное испарение введённой в цилиндр воды со всеми вытекающими. Далее совершается рабочий ход (адиабатическое расширение пара).
Глобальных засады тут две. Во-первых в процессе испарения воды давление в цилиндре начнёт повышаться, что приведёт к прекращению испарения из-за роста давления. Но это дело можно обойти, вводя воду в цилиндр на протяжении всего (или части) цикла расширения ровно в таком количестве, чтобы сделать процесс изобарическим.
Другая засада состоит в том, что на испарение воды затрачивается энергия, то есть температура в цилиндре резко понижается, и после впрыска воды может оказаться (простой расчёт показывает, что гарантированно окажется) ниже заветных 530°C. Эту подлянку обойти уже труднее. Точнее принципиально невозможно: закон сохранения энергии неумолим.
Интересно другое - если, скажем, вместо воды применять какую-нибудь более легокипящую жидкость - например жидкую углекислоту или даже жидкий азот - то в этом случае реализация такого двигателя выглядит куда менее фантастично, а сжиженный газ хранится гораздо компактнее, нежели сжатый, что позволит теоретически увеличить запас хода.