Ядерный газ. Одноатомный газ

У большинства начинающих мотоциклистов, у которых, бюджет на покупку мотоцикла ограничен суммой 100-120тыс рублей, встает такой вопрос: Что лучше купить старый японский мотоцикл или новый китайский?

Начнем с того, что за сумму в 120тыс рублей вы можете рассчитывать только на 150-250 кубов, при покупки нового, китайского мотоцикла. Никакой 400 кубовый вы не сможете купить. В то время как среди японских бу, можно найти и 750 кубовый, конечно все будет завесить от его состояния и сколько нужно будет вложить в него после покупки.

Безусловно, покупая китайский новый мотоцикл, вы получаете гарантию и однозначно беспроблемную эксплуатацию первое время. Если что-то вдруг сломается, можно найти в наличии почти в любом городе миллионике, в крайнем случаи, заказать из других регионов России в течении недели. Запчасти на китайские мотоциклы очень дешевые, можно даже не обращаться внимание на стоимость запчастей.

При покупке подержанного японского мотоцикла, безусловно вы сможете в сумму в 120тыс рублей найти 400 кубовый, даже может 750 кубовый мотоцикл. Это может быть классик, чопер, эндуро, на любой вкус и цвет. Но даже выбирая мотоцикл с помощью специалиста, потом в процессе эксплуатации могут возникнуть проблемы и неисправности. Ремонт японского мотоцикла — это дорогое удовольствие, например реле-зарядки стоит около 10тыс рублей, а ремкоплект для карбюраторов может стоить около 40тыс рублей. Да что говорить, вы можете купить, например HONDA CB400 в идеальном техническом состоянии, но требующий замену всех расходников, такие мотоциклы часто висят в продаже. Комплект резины будет стоить от 12тыс рублей, звезды и цепь от 7тыс рублей, колодки вкруг от 5тыс рублей. Это уже 24тыс рублей. В наличии, у себя в городе вы сможете найти разве что расходники, другие запчасти придется заказывать и ждать до месяца.

Казалось бы, все доводы в пользу китайцев? Но давайте разберемся. К примеру приводная цепь для китайского мотоцикла будет стоит от 600 рублей. Для японского мотоцикла цепь с таким же кол-вом звеньев около 2000 рублей. Казалось бы, разница то большая, почти в 3 раза. Но сколько ходит китайская цепь? Я не слышал, чтобы она ходила больше 5000 км, это для нее предел. Японская цепь может ходить 20-30тыс км. А это разница не в 3 раза, а в 5-6 раз. Вот и думайте, что дешевле. Кстати это относиться не только к запчастям на мотоциклы, сами мотоциклы, а на все китайское. Вы можете, например, каждые 2 года покупать новую стиральную машинку китайскую за 20тыс рублей, или один раз купить японскую, за 50тыс рублей, которую вам хватит на десятки лет. Вы можете сказать: а что мне мешает купить японскую цепь для китайца? Ничто не мешает, но это как пример, все запчасти на китайце вы не замените на японские.

Бытует такое мнение, что если мотоцикл нужен для города, ездить за сезон 5000 км, без всяких там дальнобоев, то можно смело брать китайца и не париться. Чтобы якобы, какой смысл вкладывать в японский мотоцикл, на многие годы вперед. Это не совсем так. В китайца вы будете вкладывать постоянно, постоянно что-то крутить, ремонтировать и тп. Если вам нужен беспроблемный мотоцикл, для езды по городу, можно взять Yamaha YBR 125. До 100 тыс рублей можно взять чуть ли не беспробеговый мотоцикл, по состоянию близкий к новому. Поверьте, китаец в 200-250 кубов не будет на много быстрее, динамичней и удобней, это разница ничтожна. YBR тоже считается китайским мотоциклом, однако он лишь собирается в Китае и качество данной модели далеко ушла от его китайских одноклассников. С запчастями на YBR также нет проблем, если вы не найдете их в своем городе, то точно найдете в других регионах, много кто занимается запчастями на эту модель. А также он очень популярный, поэтому часто встречается на разборах.

Давайте в конце концов вспомним знаменитую фразу: «Я не настолько богат чтобы покупать дешевые вещи». Тут дело даже ни в Китае, а в принципе в логике, что дешевая вещь не может быть хорошей по определению. Дешевизну берут количеством и в итоге покупая дешевые вещи вы тратите больше денег! Хотите проверить на себе? Вперед!

К слову про эндуро, чувак который хочет эндурик, но у него есть только 100тыс, идет и покупает нового китайца. Чтобы яковы на японский денег не хватает. Даже сейчас, за 100-120тыс рублей можно найти эндурик беспробеговый по РФ, да еще с живыми расходниками, которых может хватить на сезон. Если со временем вы будете в него вкладывать, например, ремонтировать прогрессию, вилку и тп, то это будут вложения в длительную эксплуатацию. А ни как на китайцах, для того чтобы поездить первое время.

Также предлагаю поговорить о экономической составляющей. Мы не будем сейчас говорить о сравнении нового 200 кубового китайца и старой CB400. А мы сравним мотоциклы одинакого класса и объема, за одинаковую цену, в данном случаи — это будет новый китаец и старый японец. Цена за новый китайский эндурик составляет 75-110тыс рублей. Цена за старый эндурик только начинается с 100тыс рублей. При покупке нового китайца, например, через 5 лет, вряди вы его сможете продать дороже, чем покупали. К примеру 5 лет назад он стоил 75тыс рублей, сейчас стоит 100тыс рублей. Сколько вот вы сами готовы отдать за 5 годовалый китайский мотоцикл, при стоимости нового 100тыс рублей? 45тыс рублей ему будет самая красная цена. Их пытаются продать, обменять и тп, но за такие деньги никто не купит. Думаете с японцами тоже самое? Отнюдь! К примеру, купив японский эндурик 5 лет назад, за те же 75тыс рублей, в то время, что он уже тогда был далеко не новый. Вы сможете сейчас его продать за 120тыс рублей, если конечно сильно его не ушатали за это время. Пусть он не уйдет в лет за эти деньги, но в сезон уйдет легко.
Поэтому при покупке китайца, сразу рассчитывайте на то, что деньги вы не вернете никогда!

Безусловно, китайцы сейчас научились делать качественно, но от этого ширпотреб делать не перестали, потому что людям надо дешево и новый. Однако качественный китайский мотоцикл стоит на порядок дороже, в пределах даже 150тыс рублей вы его не купите. А также есть и 400 и 600 кубовые качественные китайские мотоциклы, разных классов, реально качественные мотоциклы, может быть уступает по качеству японцам но не в разы точно. Однако цены на них отличаются от японских одноклассников не на много, примерно на 30%. И тут опять встает вопрос, что лучше взять, 5 годовалый японский мотоцикл с маленьким пробегом или новый китайский.

Многие владельцы китайских мотоциклов, любят говорить о том, как китайские бренды проводят тест-драйвы, какие-то большие пробеги на 10тыс км в круг и они не ломаются. Вот вы правда верите, что в этих тест-драйвах участвуют стоковые мотоциклы без улучшений и без изменений? Вот к примеру Ижмаш, на пике своего краха, примерно за пару лет, тоже проводили пробеги с Ижевска до Байкала на мотоциклах Иж все моделей, что в том время производились. И что вы думаете? Ни один мотоцикл не сломался. Только вот моя новая Иж-Планета-5, из упаковки не заводилась и не ехала. Конченный карбюратор К68, который как не настраивай, заводился только с 11 пинка, после установки К65, вообще без регулировок, заводиться стал с пол пинка. А потом еще оказалось, что не работает реле-регулятор, нет зарядки. Все проверки на заводе, видимо ограничиваются проверкой искры, потому что мой мотоцикл с конвейера точно никто не заводил.

Я много наблюдал за эксплуатацией китайцев, сам не имел именно по этой причине. Больше всего летом, когда вижу китайские мотоциклы в городе, чаще всего их толкают, а не едут верхом.

Японский двухколесный жеребец – одно из распространенных названий малокубатурного, компактного, но довольно мощного и динамичного для своего класса мотоцикла Yamaha YBR 125.

Первое поколение которого выпускалось еще в период с 2004 по 2006 годы. Он характеризуется:

  • оптимально сбалансированными параметрами;
  • экономичностью в плане потребления топлива;
  • неплохой проходимостью;
  • отличной управляемостью.

Конечно, данная модель стоит в разы дороже, чем 250 кубовые китайские мотоциклы, видео презентации, которых заполонили Всемирную паутину. Но японский производитель отмечает, что потенциальный владелец не будет переплачивать за бренд и имя компании при покупке Yamaha YBR 125.

Дело в том, стоимость данной модели в полной мере обоснована и соответствует:

  • инновационным технологиям, по которым изготовляется YBR 125;
  • высококачественным современным материалам, использующимся при создании мотоцикла;
  • официальным гарантиям и дополнительным сервисам, которые получает байкер при покупке Yamaha.

Но некоторые китайские 250 кубовые мотоциклы получают довольной позитивные отзывы. Основной упор в которых идет на низкую стоимость, приличные эксплуатационные свойства и неприхотливость. Единственным, но важным «но» является факт того, что хорошие оценки получают только оригинальные «китайцы», а их среди полноводного потока подделок, завозимых в нашу страну довольно сложно отличить и выявить, не являясь профессионалом или же достаточно опытным байкером.

Японский или китайский мотоцикл – что же выбрать?

Подыскивая более приятную по цене альтернативу Yamaha YBR 125, можно смело просмотреть китайские мотоциклы, фото которых представлены ниже. Именно эти модели эксперты называют достойной заменой YBR 125.

Irbis 250 VJ250. Цена чуть более 50000 рублей. Фото 1.

Даже, исходя из внешнего вида, можно сделать вывод, что на оформлении экстерьера и придании ему динамичного, в меру агрессивного вида, китайские производители не экономили ни средства, ни фантазии. Стремительные линии, спортивная подтянутость и утонченная элегантность будут привлекать внимание, как других участников дорожного движения, так и пешеходов, а знатоки по достоинству оценят оригинальное исполнение дизайнерской задумки.

Конечно, ни в коем случае нельзя утверждать, что последнее, четвертое, поколение Yamaha YBR 125 можно «переплюнуть», тем более при меньшем бюджете, но изящный, а главное – индивидуальный стиль китайские ведущие мото-производители все же смогли не только создать и сохранить, а еще «подогнать» под наиболее популярные тенденции профильной моды. Это, как минимум, достойно уважения. Поэтому китайские мотоциклы, цена которых значительно «приятнее» японского аналога YBR 125, пользуются активным интересом среди тех, кто «вырос» из малолитражек, но еще не готов пересесть на мощные и большие мотоциклы. Спрос, как известно, рождает предложение, и в самое ближайшее время ассортимент недорогих мотоциклов малокубатурного типа будет стремительно увеличиваться, что непременно сыграет «на руку» среднестатистическому потребителю или начинающему байкеру.

Модификации двухколесных:

1. Эндуро.

Японские и китайские мотоциклы эндуро 250 кубов изготавливаются в полном соответствии с требованиями, которые выдвигаются данной мото-дисциплиной. Крепкие, надежные, способные выдержать даже самые серьезные нагрузки и механическое давление, такие модификации отлично подходят для преодоления многокилометровых участков со сложным рельефом.

2. Дорожные модели.

Относительно недорогие китайские дорожные мотоциклы с 250 – кубическим рабочим агрегатом отличаются универсальностью и неприхотливостью. Они вполне сносно справляются с «особенностями» нашего дорожного полотна, устойчивы к экстремальным температурным режимам и условиям эксплуатации, чем привлекают отечественных байкеров.

3. Кроссовые модификации.

Кроссовый «китаец»

Учитывая, с каким стремлением развивается мотокросс, вполне логичен факт того, что двухколесные соответствующей модификации пользуются повышенным спросом, как среди профессионалов, так и тех, кто только входит в мир скорости на замкнутых трассах. Так, приобретая китайский кроссовый мотоцикл 250 кубовый, можно смело рассчитывать на победы и головокружительные скорости, мало чем уступающие японскому аналогу Yamaha YBR 125.

Вообще, каждый оригинальный китайский спортивный мотоцикл вполне конкурентоспособен и может в умелых руках гонщика или байкера показывать сумасшедшую мощь, отменную реакцию на любые действия своего обладателя, отличные ходовые качества и безупречные эксплуатационные характеристики. Важно не забывать о профилактических мероприятиях и все же не экономь на топливе, чтобы продлить сроки полезной службы «двухколесного жеребца».

Сравнение цены

Цена на китайские мотоциклы 250 кубовые не редко становится решающим фактором. Ведь ни японские, ни европейские аналоги не могут конкурировать в данном вопросе с производителями из Поднебесной. Но приемлемая стоимость ни в коем случае не говорит о плохом качестве. Наоборот, именно в Китае соотношение «цена/качество» может приятно удивлять. Главное – не переусердствовать в экономии и не пойти на поводу у тех, кто предлагает дешевые подделки. Они не имеют ни сертификатов, ни лицензий, ни официальных гарантийных талонов.

Данное правило касается и отечественного мотопрома. Например, оригинальный мотоцикл ирбис (irbis), разработанный группой талантливых инженеров из Владивостока также ничем не уступает европейским и азиатским модификациям, а своей стоимостью неизменно радует гонщиков и даже самых требовательных байкеров.

Качественные, стильные, мощные и высокотехнологичные недорогие мотоциклы широко представлены, как на отечественном, так и на мировом профильном рынке. У каждого потенциального покупателя есть возможность подобрать оптимальную модель, соответствующую личным предпочтениям и индивидуальным пожеланиям, не затратив при этом колоссальных сумм.

Видео

Обзор мотоцикла ZONGSHEN ZS250GS 2013:

Уравнение состояния - уравнение, связывающее между собой термодинамические (макроскопические) параметры системы, такие, как температура, давление, объём, химический потенциал и др. Уравнение состояния можно написать всегда, когда можно применять термодинамическое описание явлений. При этом реальные уравнения состояний реальных веществ могут быть крайне сложными. Уравнение состояния системы не содержится в постулатах термодинамики и не может быть выведено из неё. Оно должно быть взято со стороны (из опыта или из модели, созданной в рамках статистической физики). Термодинамика же не рассматривает вопросы внутреннего устройства вещества. Заметим, что соотношения, задаваемые уравнением состояния, справедливы только для состояний термодинамического равновесия. Идеальным наз. газ, уравнение состояния которого имеет вид: pV=vRT

его называют уравнением Клапейрона. Здесь v - количество вещества, измеряемое числом молей, R - универсальная газо­вая постоянная: R = 8,314 Дж/(моль*К). Моль - это количество вещества, содержащее число частиц, равное постоянной Авогадро: Na=6.022*10^23 моль^(-1). Молю соответствует масса - молярная масса, - разная для различных газов. С молекулярной точки зрения идеальный газ состоит из мо­лекул, взаимодействие между которыми пренебрежимо мало. Это присуще всем газам при достаточно большом разряжении. Простота модели идеального газа делает ее наиболее подхо­дящей для ознакомления с методами изучения макросистем и с соответствующими понятиями.

18. Одноатомный идеальный газ.

Согласно МКТ на 1-у степень свободы приходится энергия =, где к – постоянная Больцмана, а Т – абсолютная температура. Однаатомный газ имеет 3 степени свободы. Тогда внутренняя энергия:kT=T, k

19. Двухатомный идеальный газ. Вращательная и колебательная степени свободы.

Модель гантель.

3-степени свободы, и 2 вращательные степени свободы, т.е. полное число – 5 степеней свободы.

20.Классическая теория теплоемкости многоатомного идеального газа.

Основным отличием не одноатомных газов от одноатомных является наличие у них вращательных и колебательных степеней свободы. Считаем, что молекулы – это классические системы, подчиняющиеся законам Ньютона. Если молекулы газа не находятся во внешнем поле, то энергия их будет равна сумме энергии поступательного, вращательного и колебательного движений. Поступательное движение многоатомных молекул ничем не отличается от поступательного движения одноатомных молекул, поскольку оно сводится к движению центра тяжести системы.Для вращательного движения также оказывается, что на каждую степень свободы приходится энергия kT\2. Лишь при рассмотрении малых колебаний атомов в молекуле около равновесного расстояния между ними получается, что на одну колебательную степень свободы приходится в среднем энергия, вдвое большая, чем на одну степень свободы поступательного или вращательного движений. Смысл этого станет понятным, если вспомнить, что при колебательном движении средняя (за период) кинетическая энергия системы равна средней потенциальной энергии. Энергия колебательного движения состоит из 2-х слагаемых, имеющих одинаковую структуру квадратичного выражения относительно скоростей (импульсов) и координат. Для остальных степеней свободы (поступательное, вращательное движение) энергия выражается одним квадратичным (пропорциональным квадрату линейной или угловой скорости) членом на каждую степень свободы. Усреднение каждого квадратичного слагаемого в энергии колебаний приводит к средней энергии kT\2+kT\2=kT Таким образом, оказывается, что все степени свободы молекулы являются равноправными: каждое квадратичное слагаемое в энергии дает вклад в среднюю энергию молекулы, равный kT\2 (закон равномерного распределения по степеням свободы).Если в идеальном газе имеется N молекул, то средняя энергия газов равна i - общее число степеней свободы молекулы.А молярная теплоемкость Таким образом, теплоемкость идеальных газов оказывается не зависящей от температуры и определяется исключительно структурой молекулы - числом степеней свободы ее.Для одноатомных газов предсказания теории хорошо оправдываются на опыте. Но уже для 2-х атомных газов это не так; теплоемкость 2-х атомных газов должна быть равнаC v =7\2R Опыт показывает, что такой большой теплоемкостью они не обладают. Кроме того, оказывается, что теплоемкость 2-х атомных газов зависит от температуры. С понижением температуры она падает и стремится к значению 5\2R-это значение имел бы газ, состоящий из молекул с жесткими связями между атомами, при которых колебания атомов невозможны. Такое исчезновение колебательного движения, с точки зрения классической механики, является совершенно необъяснимым..Таким образом, опыт показывает, что закон равномерного распределения энергии по степеням свободы, который в частности основан на применимости представлений классической механики, выполняется только при высоких температурах

22. Неидеальный одноатомный газ. Вычисление статистического интеграла. Важное достижение С. ф. - вычисление поправок к термодинамическим величинам газа, связанных с взаимодействием между его частицами. С этой точки зрения уравнение состояния идеального газа является первым членом разложения давления реального газа по степеням плотности числа частиц, поскольку всякий газ при достаточно малой плотности ведёт себя как идеальный. С повышением плотности начинают играть роль поправки к уравнению состояния, связанные с взаимодействием. Они приводят к появлению в выражении для давления членов с более высокими степенями плотности числа частиц, так что давление изображается т. н. вириальным рядом вида:

. (15)

Коэффициенты В , С и т.д. зависят от температуры и наываются. вторым, третьим и т.д. вириальными коэффициентами. Методы С. ф. позволяют вычислить эти коэффициенты, если известен закон взаимодействия между молекулами газа. При этом коэффициенты В , С ,... описывают одновременное взаимодействие двух, трёх и большего числа молекул. Например, если газ одноатомный и потенциальная энергия взаимодействия его атомов U (r ), то второй вириальный коэффициент равен

По порядку величины В равен , гдеr 0 - характерный размер атома, или, точнее, радиус действия межатомных сил. Это означает, что ряд (15) фактически представляет собой разложение по степеням безразмерного параметра Nr 3 /V , малого для достаточно разреженного газа. Взаимодействие между атомами газа носит характер отталкивания на близких расстояниях и притяжения на далёких. Это приводит к тому, что В > 0 при высоких температурах и В < 0 при низких. Поэтому давление реального газа при высоких температурах больше давления идеального газа той же плотности, а при низких - меньше. Так, например, для гелия при Т = 15,3 К коэффициент В = - 3×10 -23 см 3 , а при T = 510 К В = 1,8 ×10 -23 см 3 . Для аргона В = - 7,1×10 -23 см 3 при Т = 180 К и В = 4,2×10 -23 см 3 при Т = 6000 К. Для одноатомных газов вычислены значения вириальных коэффициентов, включая пятый, что позволяет описывать поведение газов в достаточно широком интервале плотностей (см. также Газы ).

В этом месяце исполняется 50 лет с того момента, как« Волга-Атом», первый гражданский автомобиль, приводившийся в движение не сгоранием ископаемого топлива, а энергией атома, выехал за ворота сборочного цеха.

Дмитрий Мамонтов

В 1949 году Советский Союз стал второй страной в мире, сумевшей успешно построить и испытать образец атомного оружия. С одной стороны, это, безусловно, был серьезный успех советских ученых и инженеров. С другой — не менее серьезный удар по самолюбию советского руководства. Ведь в гонке двух стран второе место — это последнее. Именно тогда многие руководители страны стали задумываться над теми областями, в которых СССР мог бы вырваться вперед. В частности, над проектами мирного использования атомной энергии.


В качестве источника энергии в Ford Nucleon 1957 года предполагалось использовать компактный ядерный реактор. Кабина была вынесена за переднюю ось, а тяжелый реактор вместе с биологической защитой был установлен далеко позади. По расчетам инженеров Ford, на одной загрузке топлива Nucleon мог пройти 5000 миль (8000 км), после чего вся энергоустановка подлежала замене целиком, при этом владелец мог выбрать любую энергоустановку — более мощную или более экономичную.

Гонка за мирным атомом

В 1949 году правительство СССР, прислушавшись к доводам ученых, среди которых были академик Петр Капица, президент Академии наук Сергей Вавилов и «отец советской атомной бомбы» Игорь Курчатов, приняло решение о строительстве первого сугубо гражданского атомного объекта — атомной электростанции. В октябре 1954 года Обнинская АЭС была официально включена в сеть Мосэнерго, и обычные люди получили возможность зажечь лампочку от атомной электроэнергии. Советский Союз выиграл первый отрезок эстафеты за «мирный атом».


Но и американцы не дремали. В 1952 году на верфях Гротона была заложена подводная лодка «Наутилус», которая должна была стать первой атомной субмариной в мире. К 1954 году, когда была построена Обнинская АЭС, «Наутилус» был спущен на воду, а в январе 1955-го вышел в море, став первым транспортным (хотя и не гражданским) средством, движимым энергией атомного распада.

Атом в упряжке

При разработке «Волга-Атом» конструкцию существующего шасси ГАЗ-21 никак не удавалось усилить. В результате идея компоновки была позаимствована у концепт-кара 1962 года Ford Seattle-ite XXI с двумя передними осями. Все четыре передних колеса «Волга-Атом» были рулевыми (из них два ведущими). Несмотря на длинный капот, места для размещения биозащиты и системы охлаждения в моторном отсеке не хватило. Пришлось использовать переднюю часть салона, а водительское место разместили сзади.

Однако в Союзе уже был готов ответный ход. В 1953 году Совет министров СССР принял решение о строительстве атомного ледокола. Судно было заложено в 1956 году на ленинградском судостроительном заводе им. Марти, через год спущено на воду, после чего начался монтаж ядерной энергетической установки, разработанной коллективом нижегородского Опытного конструкторского бюро машиностроения (ОКБМ) под руководством Игоря Африкантова. В декабре 1959 года атомный ледокол «Ленин» был официально передан Министерству морского флота СССР, и хотя к тому времени «Наутилус» уже эксплуатировался и даже успел достичь своим ходом Северного полюса, счет можно было считать как минимум равным. Важно то, что ледокол «Ленин» был чисто гражданским судном, а «Наутилус» военным кораблем, — ведь в глазах международной общественности вес гражданских атомных проектов был существенно выше. Через несколько лет еще несколько атомных гражданских судов вышли на океанский простор — американская «Саванна» (1964) и немецкий «Отто Ган» (1968) (японское судно «Муцу» сильно запоздало из-за технических проблем и было сдано в 1990 году). Но, образно говоря, они явились на старт, когда гонка уже была закончена.


Конструкция первого поколения представляет собой классическую «пушечную схему». Подкритические урановые шайбы на поршне и торце цилиндра сближаются, увеличивая критичность, и реакция деления разогревает рабочее тело (гелий) в цилиндрах. Гелий расширяется и толкает поршень, совершая работу. Распредвал выдвигает кадмиевый стержень-поглотитель, реакция затухает. Во втором поколении в качестве топлива используется газофазный гексафторид урана, который одновременно является и рабочим телом. Графитовый замедлитель сделан пористым, чтобы газ эффективнее перемешивался, и в нем шла реакция деления.

Чистый дизайн и начинка

Тем не менее идеологическую победу в атомной гонке все-таки нельзя было признать совсем чистой, и советские ученые, инженеры и руководители искали возможность закрепить успех. Требовались нестандартные идеи, и одна из них поступила по дипломатическим каналам.

В 1957 году компания Ford представила публике один из самых амбициозных концептов в своей истории — Ford Nucleon. Дизайнеры изобразили свое видение автомобиля будущего, причем даже не на полноразмерном макете, а на модели в масштабе 3:8. Nucleon выглядел крайне футуристично, но самым необычным был вовсе не его внешний вид, а предполагаемый источник энергии — очень компактный ядерный реактор. Дальше масштабной модели и ее концептуального описания дело не пошло, но принято считать, что Ford Nucleon стал своеобразным символом атомной эпохи.

Тупиковая ветвь

Столкнувшись с проблемами масштабирования, Камнев предложил создать побочный продукт — атомную машину для дорожного строительства, точнее — атомный дорожный каток. Славский озвучил идею Хрущеву, и тот пришел в восторг, узнав, что с помощью такого катка можно, используя выделяемое реактором избыточное тепло, с минимальными затратами строить прямую как стрела и ровную как зеркало дорогу даже в самых густых лесах. Один такой каток был построен к концу 1959 года, очевидец описывает его так: «Даже в самых больших карьерах я не видел таких гигантов. Махина высотой с семиэтажный дом и шириной в 20 м прокладывает в лесу прямую и ровную дорогу, просто спекая верхний слой грунта при температуре свыше 500 градусов». Испытания, проведенные в Сибири, оставили 25-километровый отрезок великолепнейшей дороги прямо сквозь тайгу примерно посередине между Томском и Новосибирском. Дорогу бы проложили до конца, но случилась неприятность: усталый оператор катка заснул за рычагами, и единственная в своем роде строительная машина утонула в болоте, на дне которого она и лежит до сих пор. А идеальная дорога одиноко начинается и заканчивается посреди тайги — как памятник атомной фантазии прошлой эпохи.

Ford Nucleon был представлен на различных выставках, и в 1958 году на одном из американских автосалонов его увидел второй секретарь советского посольства Владимир Синявин. Он был большим энтузиастом технического прогресса и с восторгом описал идею автомобиля в своем отчете. Поскольку там упоминался атомный проект, на родине отчет внимательно изучили. Военных он не заинтересовал, поскольку они посчитали описанное пустой фантазией, но на всякий случай отчет переслали в Министерство среднего машиностроения СССР, которое курировало тогда все атомные проекты. Его увидел один из заместителей министра, легендарного Ефима Павловича Славского. Так началась неизвестная история удивительной машины, которая могла бы перевернуть всю мировую автомобильную промышленность.


Атомный двигатель давал очень много тепла, для рассеивания которого требовалась эффективная система охлаждения. У инженеров не было опыта работы с подобными конструкциями, поэтому в поисках решений они изучали американские концепт-кары 1950-х, такие как Buick Le-Sabre 1951 года (на фото) или Ford X 2000 1958 года. При всей вычурности у них было важное достоинство: они позволяли вписать огромные воздухозаборники системы охлаждения в общий дизайн кузова.

Добиться невозможного

Славскому идея показалась интересной, и он конфиденциально попросил нескольких физиков-атомщиков изучить возможность реализации подобного проекта. Ответ был совершенно однозначным: «Пустые фантазии!». На ближайшем совещании в Кремле Славский между делом в шутку упомянул об этом — вот, мол, какой ерундой занимаются американцы. Он ожидал, что Хрущев посмеется вместе с ним, однако реакция была совершенно другой. Никита Сергеевич выслушал министра и вдруг неожиданно серьезно сказал: «А почему бы нам не сделать такой автомобиль? Ведь с ледоколом хорошо получилось!» Попытки переубедить генсека не увенчались успехом, Хрущев отмел все возражения взмахом руки: «Если эти физики не могут, найдите других».

И такие физики были найдены. Для проектирования автомобиля, приводимого в движение атомной энергией, было создано Автомобильное конструкторское бюро (АКБ) под руководством Александра Эдуардовича Камнева. АКБ занималось разработкой ядерной силовой установки.


Ford X 2000 1958 года

По пушечной схеме

Физики АКБ, взяв за основу атомную силовую установку ледокола «Ленин», быстро убедились в том, что она не поддается масштабированию в меньшую сторону. Построить же автомобиль под существующий реактор было немыслимо — настолько огромной получалась машина. Над этой проблемой физики работали до 1960 года, но без особого успеха, пока на очередном совещании кто-то них в сердцах не воскликнул: «Не получается, хоть засовывай уран в цилиндры двигателя!» — и это навело Камнева на идею, которая оказалась весьма плодотворной.


Идея состояла в следующем. Традиционный реактор требует довольно значительного количества радиоактивного урана. При уменьшении массы топлива коэффициент размножения нейтронов падает, и реактор перестает быть критичным — «затухает». Между тем критичность реактора зависит не только от массы загруженного в него радиоактивного материала, но и от его конструкции и конфигурации. Камнев предложил использовать классическую «пушечную схему», хорошо знакомую физикам-ядерщикам по конструкции первых атомных бомб из урана (более совершенные плутониевые делались уже по другой схеме — имплозивной). Суть ее работы состоит в том, что при сближении двух кусков обогащенного урана начинается цепная реакция, растет коэффициент размножения нейтронов и реакция становится самоподдерживающейся. В бомбе она идет еще дальше — начинается нарастающая цепная реакция, и происходит взрыв. Но ведь работа обычного двигателя внутреннего сгорания — это есть серия маленьких взрывов! Нужно только остановить реакцию вовремя, чтобы замкнуть цикл работы двигателя.

Атомное сердце

К концу 1961 года конструкция была в основном проработана. Двигатель А21 представлял собой вполне традиционный четырехцилиндровый агрегат, в котором на торцах поршней и цилиндров были расположены шайбы из обогащенного изотопом 235 урана. В торце цилиндра была также расположена шайба из графита — замедлителя нейтронов. В качестве рабочего тела выступал гелий, закачанный в цилиндры. При ходе сжатия массы урана сближались, коэффициент размножения нейтронов начинал расти. За счет тепловыделения гелий разогревался и начинал расширяться, толкая поршень наверх, — это был рабочий ход. Контролировать обороты и останавливать работу двигателя можно было с помощью стержней-поглотителей, которые располагались на месте клапанов и выдвигались независимо вращающимся распредвалом с изменяемыми фазами кулачков. По мере расхода ядерного топлива фазы смещались, чтобы компенсировать «выгорание» топлива. В качестве аварийного «гашения» реактора при закритических авариях предусматривался впрыск раствора борной кислоты в цилиндры. Весь агрегат был помещен в полностью герметичную оболочку с биозащитой, наружу были выведены только трубопроводы второго контура охлаждения и магнитная муфта, вращавшая редуктор коробки передач.


В конструкцию концепт-кара Ford Seattle-ite XXI с атомным силовым агрегатом было заложено множество идей для автомобиля будущего: навигация, круиз-контроль, электрическое рулевое управление, панорамное остекление салона с регулируемым затемнением. Но для реального атомного автомобиля самым полезным оказалось трехосное шасси.

После полугода настроек и экспериментов двигатель, установленный на стенде, отработал три месяца совершенно штатно, при этом условный пробег составил около 70 000 км. Пора было испытать его в деле. Для проектирования шасси были привлечены инженеры специально созданной рабочей группы Горьковского автозавода (ГАЗ). Поставленная задача немало их удивила. Подвеску нужно было значительно усилить: А23 весил не 200 кг, как штатный мотор ГАЗ-21, а почти 500. При этом двигатель имел совершенно фантастические по тем временам характеристики: мощность 320 л.с. и крутящий момент более 800 Н м при низких оборотах (60 об/мин). В требованиях также оговаривались полное исключение доступа под капот, отсутствие топливной системы и навесных агрегатов, и особо — наличие производительной системы охлаждения.

«Волга-Атом»

В апреле 1965 года машина выехала на испытательный полигон под Северском. По воспоминаниям принимавшего участие в разработке двигателя Валентина Семенова, которому удалось прокатиться за рулем автомобиля (или атомобиля?), ощущения были весьма необычными: машина была очень тяжелой, но мощность двигателя компенсировала повышенную массу. Разгон был бодрым, а вот с торможением дело обстояло хуже. И еще мотор сильно грелся, и в автомобиле, несмотря на сибирскую прохладную весну, было очень жарко.


Проведенные испытания показали, что конструкция вполне рабочая, при этом реальный ресурс пробега составил более 60 000 км. Однако после этого весь силовой агрегат нужно было менять, а это очень хлопотно и расточительно для гражданской техники. Поэтому физики начали работу над второй версией двигателя — с газофазным топливом в виде гексафторида урана вместо твердого урана. Гексафторид одновременно служил и рабочим телом вместо гелия, который также доставлял в первой версии немало хлопот, улетучиваясь сквозь малейшие щели уплотнителей и даже сквозь стенки (для поддержания его уровня двигатель был оснащен баллоном с гелием и автоматической системой компенсации расхода). Правда, графитовый замедлитель пришлось сделать пористым, чтобы газ эффективнее перемешивался и в нем шла реакция деления. Новый двигатель был менее мощным (200 л.с., 600 Н м), а пробег на одной загрузке топлива уменьшился примерно до 40 000 (по результатам испытаний). Зато для «заправки» теперь не требовалось менять весь двигатель, достаточно было закачать в цилиндры новый запас гексафторида урана.

Изначально планировалось изготовить несколько опытных машин, чтобы демонстрировать их на выставках и катать почетных гостей. Однако, пока конструкторы разрабатывали двигатель и сам автомобиль, ситуация изменилась. Хрущев ушел с поста генсека, а у сменившего его Брежнева не было подобных амбиций. Так что проект без особого шума закрыли. А два опытных экземпляра автомобилей (без двигателей, которые были сняты для дезактивации и захоронения) долгое время стояли на полигоне, а потом были утилизированы. С ними ушел и безграничный и безрассудный энтузиазм той эпохи, в которой люди не боялись хватать атом за хвост.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Идеальный одноатомный газ - это простейшая термодинамическая система. Газ молекулы, которого состоят из одного атома, называют одноатомным.

Количество атомов в молекуле оказывает влияние на то, как распределяется энергия по степеням свободы. Так для одноатомного газа молекула имеет три степени свободы (). Формулу для расчета внутренней энергии идеального одноатомного газа очень просто получить.

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа

Учтем, что молекулы идеального газа представлены как материальные точки, которые не взаимодействуют на расстоянии. Отсутствие сил взаимодействия между молекулами обозначает, что потенциальная энергия взаимодействия молекул постоянна. Суммарная энергия покоя самих молекул также неизменна, так как молекулы при тепловых процессах не изменяются. Следовательно, внутренняя энергия идеального одноатомного газа является суммой кинетических энергий поступательного движения молекул и еще некоторая постоянная.

Обозначим внутреннюю энергию газа как U, тогда сказанное выше запишем как:

где - сумма кинетических энергий поступательного движения молекул; N - число молекул в газе. Примем во внимание то, что средняя кинетическая энергия молекулы () равна:

По закону о равномерном распределении энергии по степеням свободы имеем:

для одноатомного газа:

Постоянная Больцмана; T - температура по шкале Кельвина.

Внутреннюю энергию одноатомного идеального газа можно записать как:

Обычно постоянную величину в выражении (5) опускают, так как в расчётах она роли не играет.

Выражение (5) говорит о том, что внутренняя энергия идеального газа определена его температурой. Она является функцией состояния и не зависит от процесса который провели для того чтобы газ пришел в состояние с этой температурой. При этом изменение внутренней энергии идеального газа определено только его начальным и конечным состояниями, и не связано с характером процесса.

Выражение (5) часто используют в виде:

где m - масса газа; - молярная масса газа; - универсальная газовая постоянная; - количество вещества.

Теплоемкость одноатомного идеального газа

Для изохорного процесса, проводимого в идеальном газе работа равна нулю (A), поэтому первое начало термодинамики:

запишем как:

где - теплоемкость газа при постоянном объеме. Используя выражения (8) и (6) получим:

Используя формулу (10) можно вычислить молярную теплоемкость любого одноатомного газа при постоянном объеме:

Молярная теплоемкость одноатомного газа при изобарном процессе () связана с соотношением Майера:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание Получите формулу для вычисления молярной теплоемкости () одноатомного идеального газа () для процесса, в котором масса газа остается постоянной, закон изменения процесса задан выражением: .
Решение Первое начало термодинамики запишем в дифференциальной форме:

где .

Из уравнения процесса: найдем :

Из уравнения состояния идеального газа, имеем:

Используя выражения (1.3) и (1.4) и уравнение процесса преобразуем выражение (1.2) к виду:

Ответ

ПРИМЕР 2

Задание Процессы в идеальном одноатомном газе представляют графики (рис.1). Кривая МА - изотерма. Как изменяется приращение внутренней энергии этого газа, если перейти от кривой МА к кривой МВ?