Artikulo bahin sa Ikaduhang Balaod sa Termodinamika
Ang tanang natural nga proseso mahitabo sa usa lang ka direksyon apan dili mahitabo sa atbang nga direksyon, nga kasagarang gitawag nga dili mabalik nga mga proseso. Human kini mabuhian gikan sa iyang punoan ug mahulog sa yuta, ang mangga dili na mosaka pag-usab. Ang libro nga atong itulod ug dayon mohunong dili na mobalik kanato. Kon atong hikapon ang usa ka butang nga taas og temperatura (init nga butang) sa usa ka butang nga ubos og temperatura (bugnaw nga butang), ang kainit natural nga moagos gikan sa butang nga taas og temperatura ngadto sa butang nga ubos og temperatura. Dili nato makita ang baliktad nga proseso, diin ang kainit natural nga mobalhin gikan sa usa ka bugnaw nga butang ngadto sa usa ka init nga butang. Kon kini nga proseso mahitabo, nan ang bugnaw nga butang mobugnaw, samtang ang init nga butang moinit. Apan sa tinuod lang, dili ingon niana. Daghang dili mabalik nga mga proseso nga daw lahi sa usag usa, apan silang tanan naglambigit sa mga pagbag-o sa porma sa enerhiya ug ang pagbalhin sa enerhiya gikan sa usa ka butang ngadto sa lain.
Pananglitan, adunay kusog nga linog nga hinungdan sa pagkahugno sa mga bilding (ang mga bilding nahugno tungod sa enerhiya nga gidala sa mga balud sa linog). Nakita na ba nimo ang matag bahin sa nahugno nga bilding nga nagkahiusa pag-usab ug nagtindog nga tul-id sama sa kaniadto? O, pananglitan, ang usa ka baso nahulog sa salog ug nabuak... Nakita na ba nimo ang mga tipik sa bildo nga nagkatag sa salog nga nagkahiusa pag-usab ug nahimong usa ka bildo nga tibuok sama sa kaniadto? Wala pa gyud nahitabo... daghan pa nga uban pang mga pananglitan.
Aron ipasabut ang mga proseso sa termodinamika nga mahitabo sa usa lamang ka direksyon (dili mabalik nga mga proseso), giporma sa mga siyentista ang ikaduhang balaod sa termodinamika. Ang ikaduhang balaod sa termodinamika nagpatin-aw kung unsang mga proseso ang mahimong mahitabo sa uniberso ug unsang mga proseso ang dili. Usa ka siyentista nga ginganlag R.J.E. Clausius (1822–1888) ang mihimo sa mosunod nga pahayag:
Ang kainit molihok nga mag-inusara gikan sa usa ka butang nga taas og temperatura ngadto sa usa ka butang nga ubos og temperatura; ang kainit dili molihok nga mag-inusara gikan sa usa ka butang nga ubos og temperatura ngadto sa usa ka butang nga taas og temperatura (Ikaduhang balaod sa termodinamika - pahayag ni Clausius).
Ang pahayag ni Clausius usa ka espesyal nga pahayag sa ikaduhang balaod sa thermodynamics. Gitawag kini nga espesyal nga pahayag tungod kay kini magamit lamang sa usa ka proseso, nga mao ang pagbalhin sa kainit. Tungod kay kini nga pahayag wala’y kalabotan sa ubang mga proseso, kinahanglan naton ang usa ka mas kinatibuk-ang pahayag. Ang pag-uswag sa kinatibuk-ang pahayag sa ikaduhang balaod sa thermodynamics bahin nga gibase sa pagtuon sa mga heat engine. Busa, atong hisgutan una ang mga heat engine.
MAKINA SA PAINIT
Kadaghanan sa enerhiya nga atong gigamit gikan sa kemikal nga potensyal nga enerhiya nga anaa sa petrolyo, gas, ug karbon. Ang kemikal nga potensyal nga enerhiya nga anaa sa petrolyo, gas, o karbon dili direktang magamit. Ang petrolyo, gas, o karbon kinahanglan una nga sunogon. Kasagaran, ang pagsunog sa mga fossil fuel (petrolyo, gas, ug karbon) makamugna og kainit. Ang kainit mahimong gamiton direkta sa pagluto og pagkaon ug pagpainit sa usa ka kwarto. Aron mapalihok ang usa ka butang (pananglitan, sa paglihok sa usa ka sakyanan), kinahanglan natong i-convert ang kainit ngadto sa kinetic energy o mechanical energy (mechanical energy = potential energy + kinetic energy). Ang pag-convert sa mekanikal nga enerhiya ngadto sa kainit usa ka sayon kaayo nga trabaho, apan ang pag-convert sa kainit ngadto sa mekanikal nga enerhiya lisud. Sulayi ang pagkuskos sa imong mga palad… init ang imong mga palad, di ba? Kung atong ikuskos ang atong mga palad (kita mobuhat og trabaho), ang mekanikal nga enerhiya mabag-o ngadto sa kainit. Ang proseso sayon kaayo… Bisan ang walay kinutuban nga kainit mahimo pinaagi sa pagbuhat og trabaho. Apan ang baliktad nga proseso, nga mao ang paggamit sa kainit sa pagbuhat og trabaho, lisud.
Usa ka aparato nga gigamit sa paggamit sa kainit aron makahimo og trabaho ang naimbento lamang niadtong 1700. Ang aparato nga gihisgutan mao ang steam engine. Ang mga steam engine unang gigamit sa pagbomba sa tubig gikan sa mga minahan sa karbon. Importante nga matikdan nga ang unang paggamit sa mga steam engine nahitabo sa wala pa mahibal-an sa mga siyentista nga ang kainit sa tinuud enerhiya nga gibalhin tungod sa mga kalainan sa temperatura (ang unang balaod sa thermodynamics wala pa maporma).
Ang paggamit sa mga steam engine niadtong panahona lagmit gibase sa adlaw-adlaw nga kasinatian nga nagpakita nga ang alisngaw makapaandar sa mga butang. Ang mga steam engine giisip nga mga heat engine (ang heat engine = usa ka aparato alang sa pag-convert sa kainit ngadto sa mekanikal nga enerhiya). Karon, ang mga steam engine gigamit aron makamugna og enerhiya sa kuryente. Ang mga modernong heat engine mao ang mga internal combustion engine (mga makina sa awto, makina sa motorsiklo, ug uban pa).
Ang sukaranang ideya sa paggamit sa heat engine mao nga ang kainit mahimong mabag-o ngadto sa mekanikal nga enerhiya kung kini tugutan nga moagos gikan sa usa ka rehiyon nga taas ang temperatura ngadto sa usa ka rehiyon nga ubos ang temperatura. Atol niini nga proseso, ang uban sa kainit mabag-o ngadto sa mekanikal nga enerhiya (ang uban sa kainit gigamit sa pagbuhat sa trabaho), samtang ang uban sa kainit isalikway ngadto sa rehiyon nga ubos ang temperatura. Ang proseso sa pagkakabig sa enerhiya ug pagbalhin sa enerhiya sa usa ka heat engine gipakita sa dayagram.
Taas nga temperatura (TH) ug ubos nga temperatura (TL) gitawag usab nga temperatura sa pag-operate sa makina. Ang kainit nga mogawas gikan sa usa ka lugar nga taas og temperatura gihatagan sa simbolo nga QH, samtang ang kainit nga gipagawas sa usa ka lugar nga ubos ang temperatura gihatagan sa simbolo nga QL. Kon moagos gikan sa lugar nga taas ang temperatura ngadto sa lugar nga ubos ang temperatura, adunay QH nakabig ngadto sa mekanikal nga enerhiya (gigamit sa pagbuhat og trabaho), ang uban niini gipagawas isip QL. Sa tinuod lang, nanghinaut gyud mi nga ang tanang QH mahimong mabag-o ngadto sa W, apan ang adlaw-adlaw nga kasinatian nagpakita nga kini imposible. Kanunay adunay kainit nga mawala. Busa, base sa pagdaginot sa enerhiya, mahimong ihinapos nga ang QH = W + QL.
Karon atong ribyuhon ang usa ka heat engine nga kasagarang gigamit sa pag-convert sa kainit ngadto sa mekanikal nga enerhiya. Importante nga matikdan nga atong gikonsiderar lamang ang mga heat engine nga naghimo og padayon nga trabaho. Aron ang trabaho mahimo nga padayon, ang kainit kinahanglan nga padayon nga moagos gikan sa usa ka rehiyon nga taas ang temperatura ngadto sa usa ka rehiyon nga ubos ang temperatura. Kung ang kainit moagos kausa ra, ang trabaho nga gihimo sa heat engine mahimo ra usab kausa (ang mekanikal nga enerhiya nga gihimo gamay ra kaayo). Busa, ang heat engine dili magamit sa labing maayo. Ang usa ka heat engine magamit sa labing maayo kung kini naghimo og padayon nga trabaho. Sa laing pagkasulti, ang mekanikal nga enerhiya nga gihimo sa heat engine igo na aron magamit sa paglihok sa usa ka butang.
Makina nga de-alisngaw
Ang mga steam engine mogamit og alisngaw sa tubig isip medium sa pagbalhin sa kainit. Ang alisngaw gitawag nga working substance sa usa ka steam engine. Adunay duha ka klase sa steam engine: ang reciprocating steam engine ug ang turbine steam engine (steam turbines). Ang ilang mga disenyo gamay nga managlahi, apan ang duha ka klase adunay parehas nga mga kinaiya: naggamit kini og alisngaw nga gipainit pinaagi sa pagsunog sa lana, gas, karbon, o enerhiyang nukleyar.
Makina nga tipo sa alisngaw nga nagbalik-balik
Ang tubig sa usa ka sudlanan kasagarang gipainit sa taas nga presyur. Tungod kay kini gipainit sa taas nga presyur, ang proseso sa pagbukal mahitabo sa taas nga temperatura. Ang temperatura direktang proporsyonal sa presyur. Kon mas taas ang temperatura sa alisngaw, mas taas ang presyur sa alisngaw. Kini nga alisngaw nga taas og temperatura o taas nga presyur molihok agi sa balbula sa pagsulod ug molapad batok sa piston. Samtang kini molapad, ang alisngaw moduso sa piston, hinungdan nga kini molihok sa tuo.
Ang ubang kainit sa alisngaw mabag-o ngadto sa kinetic energy. Kung ang piston molihok sa tuo, ang ligid nga konektado sa piston motuyok (1). Human sa tunga sa pagtuyok, ang ligid moduso sa piston balik sa orihinal nga posisyon niini (2). Kung ang piston molihok sa wala, ang inlet valve awtomatikong mosira, samtang ang exhaust valve awtomatikong moabli. Ang alisngaw gi-condensate sa condenser, nga mahimong yamog. Sunod, ang tubig sa condenser gibomba balik sa sudlanan aron pabukala pag-usab. Ug uban pa… Tungod kay ang proseso balik-balik nga mahitabo, ang piston molihok sa tuo ug sa wala nga padayon. Tungod kay ang piston molihok sa tuo ug sa wala nga padayon, ang ligid usab motuyok nga padayon. Ang pagtuyok sa ligid kasagaran gigamit sa paglihok sa usa ka butang.
Turbina sa alisngaw
Ang prinsipyo sa pagtrabaho sa usa ka steam turbine halos parehas ra sa usa ka reciprocating steam engine. Ang kalainan mao nga ang usa ka reciprocating steam engine naggamit og piston, samtang ang usa ka steam turbine naggamit og turbine. Sa usa ka reciprocating steam engine, ang kainit unang gi-convert ngadto sa translational kinetic energy sa piston. Pagkahuman niana, ang translational kinetic energy sa piston gi-convert ngadto sa rotational kinetic energy sa nagtuyok nga ligid. Sa usa ka steam turbine, ang kainit direktang gi-convert ngadto sa rotational kinetic energy sa turbine. Ang turbine mahimong mo-rotate tungod sa kalainan sa pressure. Ang temperatura sa alisngaw ibabaw sa blade mas taas kay sa temperatura sa alisngaw sa ubos sa blade. Ang blade usa ka nipis nga plato nga nahimutang sa tunga sa turbine. Ang temperatura direktang proporsyonal sa pressure. Tungod kay ang temperatura sa alisngaw ibabaw sa blade mas taas kay sa temperatura sa alisngaw sa ubos sa blade, ang presyur sa alisngaw ibabaw sa blade mas dako kay sa presyur sa ubos sa blade. Kini nga kalainan sa pressure hinungdan nga ang alisngaw moduso sa blade paubos, hinungdan nga ang turbine mo-rotate. Ang direksyon sa pagtuyok sa turbine gipakita sa hulagway.
Importante nga matikdan nga ang prinsipyo sa pagtrabaho sa usa ka steam engine gibase sa energy transfer diagram nga gipasabut sa ibabaw. Niini nga kaso, ang mekanikal nga enerhiya mahimong mamugna pinaagi sa pagtugot sa kainit nga moagos gikan sa usa ka butang o lokasyon nga adunay taas nga temperatura ngadto sa usa ka butang o lokasyon nga adunay ubos nga temperatura. Busa, ang kalainan sa temperatura hinungdanon sa usa ka steam engine.
Kon imong hatagan ug pagtagad kon giunsa paglihok ang usa ka reciprocating steam engine, imong mamatikdan nga ang piston makalihok gihapon sa wala ug tuo bisan kung walay kalainan sa temperatura (walay condenser o pump). Ang piston makalihok sa tuo tungod sa pag-expand sa high-temperature o high-pressure steam. Niini nga kaso, ang ubang kainit sa alisngaw mabag-o ngadto sa translational kinetic energy sa piston. Kini nga translational kinetic energy sa piston unya mabag-o ngadto sa rotational kinetic energy sa nagtuyok nga ligid. Human makompleto ang katunga sa pagtuyok, ang ligid moduso sa piston balik sa wala. Kung ang ligid moduso sa piston balik sa wala, ang rotational kinetic energy sa ligid mabag-o pag-usab ngadto sa translational kinetic energy sa piston. Samtang ang piston molihok sa wala, kini moduso sa alisngaw sa silindro. Sa samang higayon, ang exhaust valve moabli.
Busa, ang alisngaw nga giduso sa piston moduso sa iyang higala ilalom sa balbula sa tambutso. Karon, kon ang temperatura sa alisngaw nga ubos sa balbula sa tambutso katumbas sa temperatura sa alisngaw nga giduso sa piston, nan ang tanang translational kinetic energy sa piston makabig balik ngadto sa internal energy sa alisngaw. Ang internal energy direktang proporsyonal sa temperatura. Kon ang internal energy sa alisngaw motaas, ang temperatura sa alisngaw motaas. Ang temperatura direktang proporsyonal sa presyur. Kon ang temperatura sa alisngaw motaas, ang presyur sa alisngaw motaas usab. Busa, ang presyur sa alisngaw nga gipagawas pinaagi sa balbula sa tambutso katumbas sa presyur sa alisngaw nga mosulod pinaagi sa balbula sa pagsulod. Ang piston magpadayon sa paglihok sa tuo ug wala nga padayon apan walay total kinetic energy nga magamit (walay total work nga nahimo). Busa ang kinetic energy nga nadawat sa piston atol sa proseso sa pagpalapad (ang piston molihok sa tuo) ibalik sa alisngaw atol sa proseso sa kompresyon (ang piston molihok sa wala).
Nahinapos nga ang kalainan sa temperatura sa usa ka steam engine gikinahanglan gihapon. Kini nga kalainan sa temperatura sa usa ka steam engine makab-ot pinaagi sa paggamit sa condenser. Kung ang temperatura ug presyur sa alisngaw sa ubos sa exhaust valve mas ubos kay sa temperatura ug presyur sa alisngaw sa silindro, unya kung ang piston mobalik sa wala, ang gidaghanon sa presyur nga gihatag sa piston sa alisngaw mas gamay kay sa gidaghanon sa presyur nga gihatag sa alisngaw sa piston kung ang piston molihok sa tuo. Sa ato pa, ang gidaghanon sa trabaho nga gihimo sa piston sa alisngaw mas gamay kay sa gidaghanon sa trabaho nga gihimo sa alisngaw sa piston. Busa gamay ra nga bahin sa kinetic energy sa piston ang gibalik sa alisngaw. Busa, adunay total kinetic energy o total work nga nahimo. Kini nga total kinetic energy gigamit sa paglihok sa usa ka butang.
Makina sa Pagsunog sa Sulod
Ang mga makina sa motorsiklo ug sakyanan mga ehemplo sa internal combustion engine. Gitawag kini nga internal combustion engine tungod kay ang proseso sa pagkasunog mahitabo sulod sa usa ka sirado nga silindro. Ang internal combustion engine resulta sa pag-engineer sa konsepto sa adiabatic compression ug expansion, nga gipasabot sa unang balaod sa thermodynamics.
Atong hisgotan lang ang mga internal combustion engine nga naggamit og gasolina ug diesel isip sugnod. Ang gasolina ug diesel mga produkto sa petrolyo, busa adunay kemikal nga potensyal nga enerhiya. Ang kemikal nga potensyal nga enerhiya sa gasolina ug diesel unang gibag-o ngadto sa kainit pinaagi sa proseso sa pagkasunog. Ang kainit nga gihimo pinaagi sa pagkasunog dayon gibag-o ngadto sa mekanikal nga enerhiya. Kini nga mekanikal nga enerhiya mao ang nagtugot sa usa ka motorsiklo o sakyanan sa paglihok. Ang siklo sa usa ka makina sa gasolina gitawag nga Otto cycle, samtang ang siklo sa usa ka makina sa diesel gitawag nga diesel cycle. Ang siklo usa ka mabaliktad nga proseso sa thermodynamic. Atong hisgutan una ang Otto cycle.
Siklo sa Otto
Kini usa ka dayagram sa usa ka four-stroke internal combustion engine. Ang sagol nga hangin ug alisngaw sa gasolina moagos gikan sa carburetor ngadto sa silindro samtang ang piston molihok paubos (ang intake stroke). Ang sagol nga hangin ug alisngaw sa gasolina sa silindro unya gi-compress nga adiabatic samtang ang piston molihok pataas (ang compression stroke). Tungod kay kini gi-compress nga adiabatic, ang temperatura ug presyur sa sagol motaas. Sa samang higayon, ang spark plug mosiga sa sagol, nga mosiga niini. Samtang kini masunog, ang temperatura ug presyur sa gas motaas. Ang taas nga temperatura, taas nga presyur nga gas molapad batok sa piston, nga moduso niini paubos (ang expansion stroke). Ang nasunog nga gas dayon ipagawas pinaagi sa exhaust valve ug idirekta padulong sa exhaust pipe (ang exhaust stroke). Ang intake valve moabli pag-usab, ug ang upat ka stroke gisubli.
Importante nga matikdan nga ang katuyoan sa adiabatic compression stroke mao ang pagpataas sa temperatura ug presyur sa sagol nga alisngaw sa hangin ug gasolina. Ang pagkasunog sa taas nga presyur nagpatunghag taas kaayo nga temperatura ug presyur. Tungod niini, ang thrust (F = PA) nga namugna atol sa proseso sa pagpalapad dako kaayo. Kini moresulta sa makina sa motorsiklo o sakyanan nga mahimong mas kusgan. Bisan kung walay compression, ang sagol nga alisngaw sa hangin ug gasolina mahimong mosiga kung ang spark plug mopagawas ug spark. Bisan pa, ang temperatura ug presyur sa nasunog nga gas dili kaayo taas, mao nga ang resulta nga thrust gamay usab. Tungod niini, ang makina mahimong dili kaayo kusgan.
Ang proseso sa pagbag-o sa enerhiya ug pagbalhin sa enerhiya sa usa ka four-stroke internal combustion engine mahimong ipasabut sama sa mosunod: Atol sa pagkasunog, ang kemikal nga potensyal nga enerhiya sa gasolina ug ang enerhiya sa hangin mabag-o ngadto sa kainit. Ang uban sa kainit mabag-o ngadto sa mekanikal nga enerhiya sa piston rod ug crankshaft, samtang ang uban gipagawas pinaagi sa tubo sa tambutso. Kadaghanan sa mekanikal nga enerhiya sa piston rod ug crankshaft mabag-o ngadto sa mekanikal nga enerhiya sa sakyanan (nga naglihok sa sakyanan), samtang ang gamay nga bahin mabag-o ngadto sa kainit. Ang kainit mamugna pinaagi sa friction.
Ang proseso sa adiabatic expansion ug compression sa Otto cycle makita sa diagram sa ubos. Kini nga diagram nagpakita sa usa ka idealized nga modelo sa mga proseso sa thermodynamic nga nahitabo sa usa ka gasoline-powered internal combustion engine.
Usa ka sagol nga hangin ug alisngaw sa gasolina ang mosulod sa silindro (a). Ang sagol nga hangin ug alisngaw sa gasolina dayon gi-compress nga adiabatically (a-b). Timan-i nga ang volume sa silindro mikunhod. Ang sagol nga hangin ug alisngaw sa gasolina gipainit sa kanunay nga volume – ang sagol masunog (b-c). Ang nasunog nga gas moagi sa adiabatic expansion (c-d). Pagpabugnaw sa kanunay nga volume – ang nasunog nga gas gipagawas ngadto sa exhaust pipe ug usa ka bag-ong sagol nga hangin + alisngaw sa gasolina ang mosulod sa silindro (d-a).
Usa ka sagol nga hangin ug alisngaw sa gasolina ang mosulod sa silindro (a). Ang sagol nga hangin ug alisngaw sa gasolina dayon gi-compress nga adiabatically (a-b). Timan-i nga ang volume sa silindro mikunhod. Ang sagol nga hangin ug alisngaw sa gasolina gipainit sa kanunay nga volume – ang sagol masunog (b-c). Ang nasunog nga gas moagi sa adiabatic expansion (c-d). Pagpabugnaw sa kanunay nga volume – ang nasunog nga gas gipagawas ngadto sa exhaust pipe ug usa ka bag-ong sagol nga hangin + alisngaw sa gasolina ang mosulod sa silindro (d-a).
Siklo sa Diesel
Ang prinsipyo sa pagtrabaho sa usa ka diesel engine susama sa usa ka gasoline engine. Ang kalainan anaa sa inisyal nga lakang sa adiabatic compression (adiabatic compression = compression nga gihimo dayon nga ang kainit wala nay panahon sa pag-agos pasulod o gawas sa sistema. Ang sistema niini nga kaso usa ka silindro). Samtang sa usa ka gasoline engine, ang gi-compress mao ang sagol nga hangin ug alisngaw sa gasolina, sa usa ka diesel engine ang hangin ra ang gi-compress. Ang adiabatic compression hinungdan sa pagtaas sa temperatura ug presyur sa hangin. Sunod, ang injector, nailhan usab nga injector, mo-spray sa diesel. Tungod kay ang temperatura ug presyur sa hangin taas na kaayo, kung ang diesel i-spray sa silindro, ang diesel dayon mosiga. Dili na kinahanglan ang spark plug. Timan-i ang pressure value nga gipakita sa diagram sa ubos. Itandi kini sa pressure value nga gipakita sa Otto cycle diagram.
Kini nga dayagram nagpakita sa usa ka sulundon nga siklo sa diesel. Sa sinugdanan, ang hangin gi-compress nga adiabatically (a-b), dayon gipainit sa kanunay nga presyur - ang injector nag-spray sa diesel ug nahitabo ang pagkasunog (b-c), ang nasunog nga gas moagi sa adiabatic expansion (c-d), mobugnaw sa kanunay nga volume - ang nasunog nga gas gipagawas pinaagi sa exhaust pipe ug ang presko nga hangin mosulod sa silindro (d-a).
Base sa pagpasabot sa ibabaw, mahimong mahinuha nga ang matag heat engine adunay espesipikong working substance. Ang working substance para sa steam engine kay tubig, ang working substance para sa gasoline engine kay hangin ug gasoline vapor, ug ang working substance para sa diesel engine kay hangin ug diesel. Ang working substance kasagaran mosuhop sa kainit sa taas nga temperatura (Q₂H₃ ) , mo-trabaho (W), dayon mopagawas sa nahibiling kainit sa mas ubos nga temperatura (Q₂L₃ ) . Tungod kay ang enerhiya natipigan, nan ang Q₂H = W + Q₂L₃.
Kaepektibo sa Makina sa Init
Ang efficiency (e) sa usa ka heat engine mao ang ratio tali sa trabaho (W) nga gihimo sa makina ug sa kainit nga gisulod sa taas nga temperatura (Q₂H₃ ) . Sa matematika, kini mahimong isulat sama niini:
Ang W mao ang ganansya nga atong madawat, samtang ang QH mao ang gasto nga atong magasto sa pagpalit ug pagsunog og sugnod. Isip mga tawo nga kanunayng gusto nga makakuha sa pinakadako nga ganansya ug pinakagamay nga gasto, nanghinaut gyud kita nga ang ganansya nga atong makuha (W) katumbas sa gasto nga atong magasto (QH). Posible ba kana?
Base sa konserbasyon sa enerhiya, ang input heat (Q₂H₃ ) kinahanglan nga katumbas sa trabaho (W) nga nahimo + ang kainit nga gipagawas (Q₂L ) . Sa matematika:
Aron ipahayag ang kahusayan sa usa ka heat engine isip porsyento, i-multiply lang ang equation sa kahusayan sa 100%. Base sa equation sa kahusayan sa ibabaw, kon mas daghang kainit nga gisalikway (QL ) sa usa ka heat engine, mas dili kini episyente. Gusto gyud nato nga gamay ra ang kainit nga gisalikway (QL ) kutob sa mahimo. Bisan pa, ang kainit nga gisulod (QH ) kasagaran makuha pinaagi sa pagsunog sa lana, karbon, gas, ug uban pa (mga sugnod nga atong gibayran).
Busa, ang matag heat engine gidisenyo aron mahimong episyente kutob sa mahimo. Bisan tuod gusto nato ang pinakadako nga benepisyo gikan sa pinakagamay nga gasto, ang tinuod mao nga ang mga steam engine kasagaran mga 40% nga episyente, samtang ang mga internal combustion engine mga 50%. Kini nagpasabot nga katunga sa kainit nga gihimo sa pagsunog sa gasolina ang mausik. Katunga lang ang nakabig ngadto sa mekanikal nga enerhiya.
Pananglitan nga pangutana 1:
Ang usa ka heat engine mosuhop og 3000 Joules nga kainit (Q₂H₃ ) , mohimo og trabaho (W) ug mopagawas og 2500 Joules nga kainit (Q₂L ) . Unsa ang efficiency sa heat engine?
Panaghisgot
Pananglitan nga pangutana 2:
Ang usa ka heat engine mosuhop og 3000 Joules nga kainit (Q₂H₃ ) , mo-trabaho (W) ug mopagawas og 2000 Joules nga kainit (Q₂L ) . Unsa ang efficiency sa heat engine?
Panaghisgot
Pananglitan nga pangutana 3:
Ang usa ka heat engine mosuhop og 3000 Joules nga kainit (Q₂H₃ ) , mo-trabaho (W) ug mopagawas og 1500 Joules nga kainit (Q₂L ) . Unsa ang efficiency sa heat engine?
Panaghisgot
