Предлагается на всеобщее обсуждение проект соединения теплового насоса и теплового двигателя. В этом преобразователе рассеянного тепла в работу используется соединённые вместе тепловой насос и тепловой двигатель, работающие при одинаковых температурах. В тепловом насосе используется труднокипящее рабочее тело (например аммиак), а в тепловом двигателе используется легкокипящее рабочее тело (например фреон).

Объяснение работы монотермического двигателя базируется на незыблемости законов физики и особенно 1-го и 2-го закона термодинамики. Никакие отступления не допускаются.

Всем известно, что соединять тепловой насос и тепловой двигатель бессмысленно. Выигрыша в энергии не получим. Такое утверждение справедливо для газовых процессов. Для тепловых машин где используется фазовое превращение вещества картина кардинально меняется. Поэтому рассмотрим этот случай.

Имеем термодинамическую схему, соединённые вместе две одинаковые тепловые машины с изменением агрегатного состояния рабочего тела жидкость-газ (Ж-Г). Слева одна машина работает как тепловой насос, справа как тепловой двигатель. Так как тепловые машины одинаковы но работают противоположно друг другу, то согласно законам термодинамики сколько энергии расходуется тепловым насосом(слева W1) столько и отводится в тепловом двигателе (справа W1), сколько работы затрачивается на перенос тепла в тепловом насосе (слева А1) столько и получаем работы в тепловом двигателе (справа А1).

Поменяем рабочее тело теплового насоса. В обеих тепловых машинах используется изменение агрегатного состояния рабочего тела (испарение и конденсация), которые характеризуются теплотой парообразования. Значение величины теплоты парообразования законам газовой термодинамики не подчиняется и является для каждого конкретного вещества табличной величиной. Возьмем рабочее тело для теплового насоса с теплотой парообразования большей ,чем тепловом двигателе (справа) допустим в два раза и проанализируем.

Теперь для испарения такого же количества рабочего тела надо в два раза больше энергии 2W1, но для сжатия образовавшегося газа работу надо приложить такую же, как и раньше А1. Энергия, которая передаётся тепловому двигателю равна 2W1+ А1. Как видим передаваемая энергия увеличилась менее чем в два раза, в n раз ( где n равно отношению 2W1+ А1 к W1+ А1).

Так как тепловой двигатель оставлен прежним, то соответственно полученная работа и отвод тепла увеличились в n раз (nA1 и nW1), где 1

В качестве рабочих тел можно рассматривать для теплового насоса – аммиак, а для тепловой машины - пропан. У них теплоты парообразования на 1 моль отличаются в два раза, а температуры кипения примерно равны.

Получается следующее. При работе тандема тепловой насос и тепловой двигатель с разными рабочими телами, тепловой насос отбирает больше тепла (2W1), чем отдаёт тепловой двигатель (nW1), и тепловой двигатель производит больше работы nA1 чем идёт на привод теплового насоса A1. То есть, температура Т2 падает (разница Т1-Т2 остаётся постоянной). Чтобы Т2 оставалось на одном уровне необходимо постоянно «подогревать» Т2 некоторой энергией Wx. Эту энергию можно брать из окружающего рассеянного тепла (или любого источника тепла).

Вывод: При этом, как видно, теоретически абсолютно всё подводимое тепло из окружающей среды Wx переходит в работу равную nA1-A1.

Где Т1 - высокая температура, Т2 – низкая температура, n равно отношению (2W1+ А1) к (W1+ А1), Wx – поглощаемая тепловая энергия из окружающей среды, nA1 - А1 получаемая механическая работа.

Учитывая, что для теплового двигателя закон сохранения энергии имеет вид: 2W1+ A1= nA1+nW1 находим WX.