ʻAtikala e pili ana i ke Kānāwai ʻElua o Thermodynamics
ʻO nā kaʻina hana kūlohelohe a pau e hana ʻia ma kekahi ʻaoʻao wale nō akā ʻaʻole hiki ke hana ma kekahi ʻaoʻao ʻē aʻe, i kapa pinepine ʻia he mau kaʻina hana hoʻihoʻi ʻole. Ma hope o ka hoʻokuʻu ʻia ʻana mai kona kumu a hāʻule wale i ka honua, ʻaʻole e neʻe hou ka mango i luna. ʻO ka puke a mākou e paʻi ai a laila e kū, ʻaʻole ia e neʻe hou mai iā mākou. Inā mākou e hoʻopā i kahi mea wela kiʻekiʻe (mea wela) me kahi mea wela haʻahaʻa (mea anu), kahe maoli ka wela mai ka mea wela kiʻekiʻe i ka mea wela haʻahaʻa. ʻAʻole mākou e ʻike i ke kaʻina hana ʻē aʻe, kahi e neʻe maoli ai ka wela mai kahi mea anuanu i kahi mea wela. Inā hana ʻia kēia kaʻina hana, a laila e anuanu ka mea anuanu, ʻoiai e wela ka mea wela. Akā ʻo ka ʻoiaʻiʻo, ʻaʻole like ia. Nui nā kaʻina hana hoʻihoʻi ʻole e like me ka ʻokoʻa o kekahi i kekahi, akā pili lākou a pau i nā loli i ke ʻano o ka ikehu a me ka hoʻoili ʻana o ka ikehu mai kekahi mea i kekahi.
Eia kekahi laʻana, aia kahi ōlaʻi ikaika e hoʻoulu ai i nā hale e hiolo (hiolo nā hale ma muli o ka ikehu i lawe ʻia e nā nalu ōlaʻi). Ua ʻike anei ʻoe i kēlā me kēia ʻāpana o ka hale i hiolo e hoʻi hou mai ana a kū pololei e like me ma mua? A i ʻole, no ka laʻana, hāʻule ke aniani i ka papahele a haki... Ua ʻike anei ʻoe i nā ʻāpana aniani i hoʻopuehu ʻia ma ka papahele e hoʻi hou mai ana a hana i aniani i piha e like me ma mua? ʻAʻole loa i hana ʻia... he nui nā laʻana ʻē aʻe.
No ka wehewehe ʻana i nā kaʻina hana thermodynamic e hana ʻia ma kekahi ʻaoʻao wale nō (nā kaʻina hana hiki ʻole ke hoʻihoʻi ʻia), ua hoʻokumu nā kānaka ʻepekema i ke kānāwai ʻelua o ka thermodynamics. Ua wehewehe ke kānāwai ʻelua o ka thermodynamics i nā kaʻina hana e hiki ke hana ʻia ma ke ao holoʻokoʻa a me nā kaʻina hana hiki ʻole. Ua ʻōlelo kekahi kanaka ʻepekema i kapa ʻia ʻo R.J.E. Clausius (1822–1888) i kēia ʻōlelo:
Neʻe ka wela iā ia iho mai kahi mea wela kiʻekiʻe i kahi mea wela haʻahaʻa; ʻaʻole e neʻe ka wela iā ia iho mai kahi mea wela haʻahaʻa i kahi mea wela kiʻekiʻe (Ke kānāwai ʻelua o ka thermodynamics - ʻōlelo a Clausius).
ʻO ka ʻōlelo a Clausius he ʻōlelo kūikawā ia no ke kānāwai ʻelua o ka thermodynamics. Ua kapa ʻia ʻo ia he ʻōlelo kūikawā no ka mea pili wale ia i hoʻokahi kaʻina hana, ʻo ia hoʻi ka hoʻoili wela. No ka mea, ʻaʻole pili kēia ʻōlelo i nā kaʻina hana ʻē aʻe, pono mākou i kahi ʻōlelo laulā. ʻO ka hoʻomohala ʻana o ka ʻōlelo laulā o ke kānāwai ʻelua o ka thermodynamics ua hoʻokumu ʻia ma ke aʻo ʻana i nā mīkini wela. No laila, e kūkākūkā mua mākou i nā mīkini wela.
ʻEnekini Wela
ʻO ka hapa nui o ka ikehu a mākou e hoʻohana ai, mai ka ikehu kemika hiki ke loaʻa i loko o ka petroleum, ke kinoea, a me ke lanahu. ʻAʻole hiki ke hoʻohana pololei ʻia ka ikehu kemika hiki ke loaʻa i loko o ka petroleum, ke kinoea, a i ʻole ke lanahu. Pono e puhi mua ʻia ka petroleum, ke kinoea, a i ʻole ke lanahu. ʻO ka maʻamau, ʻo ka puhi ʻana i nā wahie fossil (petroleum, ke kinoea, a me ke lanahu) e hoʻopuka i ka wela. Hiki ke hoʻohana pololei ʻia ka wela e kuke ai i ka meaʻai a hoʻomehana i kahi lumi. No ka hoʻoneʻe ʻana i kahi mea (no ka laʻana, e hoʻoneʻe i kahi kaʻa), pono mākou e hoʻololi i ka wela i ikehu kinetic a i ʻole ikehu mechanical (ikehu mechanical = ikehu hiki + ikehu kinetic). He hana maʻalahi loa ka hoʻololi ʻana i ka ikehu mechanical i ka wela, akā he paʻakikī ka hoʻololi ʻana i ka wela i ikehu mechanical. E hoʻāʻo e hamo i kou mau poho lima… wela kou mau poho lima, ʻeā? Ke hamo mākou i ko mākou mau poho lima (hana mākou i ka hana), hoʻololi ʻia ka ikehu mechanical i wela. He maʻalahi loa ke kaʻina hana… Hiki ke hana ʻia ka wela palena ʻole ma ka hana ʻana i ka hana. Akā ʻo ke kaʻina hana ʻē aʻe, ʻo ia hoʻi ka hoʻohana ʻana i ka wela e hana i ka hana, he paʻakikī.
Ua hana ʻia kahi mea hana i hoʻohana ʻia e hoʻohana i ka wela e hana i ka hana i ka makahiki 1700 wale nō. ʻO ka mea hana i nīnau ʻia, ʻo ia ka ʻenekini mahu. Ua hoʻohana mua ʻia nā ʻenekini mahu e pamu i ka wai mai loko mai o nā lua lanahu. He mea nui e hoʻomaopopo ua hana ʻia ka hoʻohana mua ʻana o nā ʻenekini mahu ma mua o ka ʻike ʻana o nā kānaka ʻepekema he ikehu maoli ka wela i hoʻoili ʻia ma muli o nā ʻokoʻa o ka mahana (ʻaʻole i hoʻokumu ʻia ke kānāwai mua o ka thermodynamics).
ʻO ka hoʻohana ʻana i nā ʻenekini mahu i kēlā manawa, ua hoʻokumu ʻia paha ia ma ka ʻike o kēlā me kēia lā e hōʻike ana hiki i ka mahu ke hoʻoneʻe i nā mea. Ua manaʻo ʻia nā ʻenekini mahu he mau ʻenekini wela (he ʻenekini wela = he mea hana no ka hoʻololi ʻana i ka wela i ikehu mechanical). I kēia lā, hoʻohana ʻia nā ʻenekini mahu e hana i ka ikehu uila. ʻO nā ʻenekini wela o kēia wā he mau ʻenekini kuni kūloko (nā ʻenekini kaʻa, nā ʻenekini mokokaikala, a pēlā aku).
ʻO ke kumu nui ma hope o ka hoʻohana ʻana i kahi ʻenekini wela, ʻo ia ka hiki ke hoʻololi ʻia ka wela i ikehu mechanical inā ʻae ʻia e kahe mai kahi ʻāpana wela kiʻekiʻe a i kahi ʻāpana wela haʻahaʻa. I loko o kēia kaʻina hana, hoʻololi ʻia kekahi o ka wela i ikehu mechanical (hoʻohana ʻia kekahi o ka wela e hana i ka hana), aʻo kekahi o ka wela e hōʻole ʻia i ka ʻāpana wela haʻahaʻa. Hōʻike ʻia ke kaʻina hana o ka hoʻololi ikehu a me ka hoʻoili ikehu i loko o kahi ʻenekini wela ma ke kiʻikuhi.
Mahana kiʻekiʻe (TH) a me ka mahana haʻahaʻa (TL) ua kapa ʻia hoʻi ʻo ia ka mahana hana o ka ʻenekini. Hāʻawi ʻia ka wela e kahe ana mai kahi wela kiʻekiʻe i ka hōʻailona QH, ʻoiai ʻo ka wela i hoʻokuʻu ʻia i kahi mahana haʻahaʻa ua hāʻawi ʻia i ka hōʻailona QL. Ke kahe ʻana mai kahi wela kiʻekiʻe a i kahi wela haʻahaʻa, aia kekahi QH hoʻololi ʻia i ikehu mechanical (hoʻohana ʻia e hana i ka hana), hoʻokuʻu ʻia kekahi o ia mea ma ke ʻano he QLʻOiaʻiʻo, ke manaʻolana nei mākou e loaʻa i nā Q āpauH hiki ke hoʻololi ʻia i W, akā hōʻike ka ʻike o kēlā me kēia lā he mea hiki ʻole kēia. Aia mau kekahi wela i nalowale. No laila, ma muli o ka mālama ʻana i ka ikehu, hiki ke hoʻoholo ʻia ʻo QH = W + QL.
I kēia manawa, e nānā hou kākou i kahi ʻenekini wela i hoʻohana pinepine ʻia e hoʻololi i ka wela i ikehu mechanical. He mea nui e hoʻomaopopo he noʻonoʻo wale mākou i nā ʻenekini wela e hana mau ana. I mea e hana mau ai ka hana, pono e kahe mau ka wela mai kahi ʻāpana wela kiʻekiʻe a i kahi ʻāpana wela haʻahaʻa. Inā hoʻokahi wale nō kahe ʻana o ka wela, hoʻokahi wale nō hana ʻia ka hana a ka ʻenekini wela (e liʻiliʻi loa ka ikehu mechanical i hana ʻia). No laila, ʻaʻole hiki ke hoʻohana pono ʻia ka ʻenekini wela. Hiki ke hoʻohana pono ʻia kahi ʻenekini wela inā hana mau ia i ka hana. I nā huaʻōlelo ʻē aʻe, ua lawa ka ikehu mechanical i hana ʻia e ka ʻenekini wela e hoʻohana ʻia e hoʻoneʻe i kahi mea.
ʻEnekini mahu
Hoʻohana nā ʻenekini mahu i ka mahu wai ma ke ʻano he mea hoʻoili wela. Ua kapa ʻia ka mahu ʻo ia ka mea hana o kahi ʻenekini mahu. ʻElua ʻano o nā ʻenekini mahu: nā ʻenekini mahu reciprocating a me nā ʻenekini mahu turbine (nā turbine mahu). ʻOkoʻa iki kā lākou hoʻolālā, akā ua like nā ʻano ʻelua: hoʻohana lākou i ka mahu i hoʻomehana ʻia e ka puhi ʻana i ka ʻaila, ke kinoea, ka lanahu, a i ʻole ka ikehu nukelea.
ʻEnekini mahu ʻano reciprocating
Hoʻomehana pinepine ʻia ka wai i loko o kahi pahu ma ke kaomi kiʻekiʻe. No ka mea, ua hoʻomehana ʻia ma ke kaomi kiʻekiʻe, hana ʻia ke kaʻina hana paila ma kahi mahana kiʻekiʻe. Pili pono ka mahana i ke kaomi. ʻO ke kiʻekiʻe o ka mahana o ka mahu, ʻo ka nui o ke kaomi mahu. Neʻe kēia mahu wela kiʻekiʻe a i ʻole ka mahu kaomi kiʻekiʻe ma o ka valve komo a hoʻonui i ka piston. I kona hoʻonui ʻana, paʻi ka mahu i ka piston, e hoʻoneʻe ana i ka ʻākau.
Hoʻololi ʻia kekahi o ka wela i loko o ka mahu i ikehu kinetic. Ke neʻe ka piston i ka ʻākau, e wili ka huila i pili i ka piston (1). Ma hope o ka hapalua o ka wili ʻana, e hoʻihoʻi ka huila i ka piston i kona kūlana mua (2). Ke neʻe ka piston i ka hema, e pani koke ana ka valve komo, ʻoiai e wehe koke ana ka valve hoʻopau. Hoʻopili ʻia ka mahu e ka condenser, e lilo ana i hau. A laila, hoʻihoʻi ʻia ka wai i loko o ka condenser i loko o ka pahu e hoʻolapalapa hou ʻia. A pēlā aku… No ka mea, hana pinepine ʻia ke kaʻina hana, neʻe mau ka piston i ka ʻākau a i ka hema. No ka mea, neʻe mau ka piston i ka ʻākau a i ka hema, e wili mau ana ka huila. Hoʻohana pinepine ʻia ka wili ʻana o ka huila e hoʻoneʻe i kahi mea.
ʻO ka mīkini mahu
ʻO ke kumu hana o kahi turbine mahu ua like ia me ko kahi ʻenekini mahu reciprocating. ʻO ka ʻokoʻa, hoʻohana kahi ʻenekini mahu reciprocating i kahi piston, ʻoiai hoʻohana kahi turbine mahu i kahi turbine. I loko o kahi ʻenekini mahu reciprocating, hoʻololi mua ʻia ka wela i ikehu kinetic translational o ka piston. Ma hope o kēlā, hoʻololi ʻia ka ikehu kinetic translational o ka piston i ikehu kinetic rotational o ka huila wili. I loko o kahi turbine mahu, hoʻololi pololei ʻia ka wela i ikehu kinetic rotational o ka turbine. Hiki i ka turbine ke wili ma muli o ka ʻokoʻa o ke kaomi. ʻOi aku ka kiʻekiʻe o ka mahana o ka mahu ma luna o ka pahi ma mua o ka mahana o ka mahu ma lalo o ka pahi. He papa lahilahi ka pahi i loaʻa ma waenakonu o ka turbine. Pili pono ka mahana i ke kaomi. No ka mea, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka mahana o ka mahu ma luna o ka pahi ma mua o ka mahana o ka mahu ma lalo o ka pahi, ʻoi aku ka nui o ke kaomi mahu ma luna o ka pahi ma mua o ke kaomi ma lalo o ka pahi. ʻO kēia ʻokoʻa kaomi ke kumu o ka mahu e hoʻokuke i ka pahi i lalo, e hoʻohuli ana i ka turbine. Hōʻike ʻia ke kuhikuhi o ka wili ʻana o ka turbine ma ke kiʻi.
He mea nui e hoʻomaopopo ʻia ua hoʻokumu ʻia ke kumumanaʻo hana o kahi ʻenekini mahu ma ke kiʻikuhi hoʻoili ikehu i wehewehe ʻia ma luna. I kēia hihia, hiki ke hoʻoulu ʻia ka ikehu mechanical ma ka ʻae ʻana i ka wela e kahe mai kahi mea a wahi paha me ka mahana kiʻekiʻe i kahi mea a wahi paha me ka mahana haʻahaʻa. No laila, he mea nui ka ʻokoʻa o ka mahana i loko o kahi ʻenekini mahu.
Inā ʻoe e hoʻolohe i ke ʻano o ka hana ʻana o kahi mīkini mahu reciprocating, e ʻike ʻoe hiki i ka piston ke neʻe hema a ʻākau ʻoiai ʻaʻohe ʻokoʻa o ka mahana (ʻaʻohe condenser a i ʻole pump). Hiki i ka piston ke neʻe ʻākau ma muli o ka hoʻonui ʻia ʻana o ka mahu wela kiʻekiʻe a i ʻole ke kaomi kiʻekiʻe. I kēia hihia, ua hoʻololi ʻia kekahi o ka wela i loko o ka mahu i ka ikehu kinetic translational o ka piston. A laila hoʻololi kēia ikehu kinetic translational o ka piston i ka ikehu kinetic rotational o ka huila wili. Ma hope o ka hoʻopau ʻana i ka hapalua o ka wili ʻana, hoʻokuke ka huila i ka piston i hope i ka hema. Ke hoʻokuke ka huila i ka piston i hope i ka hema, ua hoʻololi hou ʻia ka ikehu kinetic rotational o ka huila i ka ikehu kinetic translational o ka piston. Ke neʻe ka piston i ka hema, hoʻokuke ia i ka mahu i loko o ka cylinder. I ka manawa like, wehe ʻia ka valve hoʻopau.
No laila, ʻo ka mahu i paʻi ʻia e ka piston e paʻi i kona hoaaloha ma lalo o ka valve hoʻopau. I kēia manawa, inā like ka mahana o ka mahu ma lalo o ka valve hoʻopau me ka mahana o ka mahu i paʻi ʻia e ka piston, a laila e hoʻololi ʻia ka ikehu kinetic translational āpau o ka piston i ka ikehu kūloko o ka mahu. Pili pono ka ikehu kūloko i ka mahana. Inā piʻi ka ikehu kūloko o ka mahu, piʻi ka mahana o ka mahu. Pili pono ka mahana i ke kaomi. Inā piʻi ka mahana o ka mahu, piʻi pū ke kaomi o ka mahu. No laila, ʻo ke kaomi o ka mahu i hoʻokuʻu ʻia ma o ka valve hoʻopau e like me ke kaomi o ka mahu e komo ana ma o ka valve komo. E hoʻomau ka piston i ka neʻe ʻākau a me ka hema akā ʻaʻohe ikehu kinetic holoʻokoʻa e hiki ke hoʻohana ʻia (ʻaʻohe hana holoʻokoʻa i hana ʻia). No laila, ʻo ka ikehu kinetic i loaʻa i ka piston i ka wā o ke kaʻina hana hoʻonui (neʻe ka piston i ka ʻākau) e hoʻihoʻi ʻia i ka mahu i ka wā o ke kaʻina hana compression (neʻe ka piston i ka hema).
Ua hoʻoholo ʻia he mea pono nō ka ʻokoʻa o ka mahana i loko o kahi ʻenekini mahu. Hiki ke hoʻokō ʻia kēia ʻokoʻa o ka mahana i loko o kahi ʻenekini mahu ma ka hoʻohana ʻana i kahi condenser. Ke emi loa ka mahana a me ke kaomi o ka mahu ma lalo o ka valve hoʻopau ma mua o ka mahana a me ke kaomi o ka mahu i loko o ka cylinder, a laila ke neʻe ka piston i ka hema, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ke kaomi a ka piston e kau ai ma luna o ka mahu ma mua o ka nui o ke kaomi a ka mahu e kau ai ma luna o ka piston ke neʻe ka piston i ka ʻākau. I nā huaʻōlelo ʻē aʻe, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka nui o ka hana a ka piston e hana ai ma luna o ka mahu ma mua o ka nui o ka hana a ka mahu e hana ai ma luna o ka piston. No laila, he hapa liʻiliʻi wale nō o ka ikehu kinetic o ka piston e hoʻihoʻi ʻia i ka mahu. No laila, e loaʻa ka ikehu kinetic holoʻokoʻa a i ʻole ka hana holoʻokoʻa i hana ʻia. Hoʻohana ʻia kēia ikehu kinetic holoʻokoʻa e hoʻoneʻe i kahi mea.
ʻEnekini puhi kūloko
ʻO nā ʻenekini mokokaikala a me nā kaʻa he mau hiʻohiʻona o nā ʻenekini kuni kūloko. Ua kapa ʻia lākou he mau ʻenekini kuni kūloko no ka mea ke hana ʻia ke kaʻina hana kuni i loko o kahi cylinder pani. ʻO nā ʻenekini kuni kūloko ka hopena o ka hana ʻenekinia ʻana i ke kumumanaʻo o ka hoʻopili adiabatic a me ka hoʻonui ʻana, i wehewehe ʻia ma ke kānāwai mua o thermodynamics.
E noʻonoʻo wale mākou i nā ʻenekini kuni kūloko e hoʻohana ana i ka gasoline a me ka diesel ma ke ʻano he wahie. ʻO ka gasoline a me ka diesel he mau huahana petroleum, a no laila he ikehu kemika ko lākou. Hoʻololi mua ʻia ka ikehu kemika i loko o ka gasoline a me ka diesel i wela ma o ke kaʻina hana kuni. A laila hoʻololi ʻia ka wela i hana ʻia ma o ke kuni ʻana i ikehu mechanical. ʻO kēia ikehu mechanical ka mea e hiki ai i kahi mokokaikala a kaʻa paha ke neʻe. ʻO ke kaʻapuni i loko o kahi ʻenekini gasoline ua kapa ʻia ʻo ka Otto cycle, ʻoiai ʻo ke kaʻapuni i loko o kahi ʻenekini diesel ua kapa ʻia ʻo ka diesel cycle. He kaʻina hana thermodynamic hoʻohuli ʻia ka cycle. E kūkākūkā mua kākou i ke kaʻapuni Otto.
Kaʻapuni Otto
He kiʻikuhi kēia o kahi ʻenekini kuni kūloko ʻehā-hahau. Ke kahe nei ka hui ʻana o ka ea a me ka mahu gasoline mai ka carburetor i loko o ka cylinder i ka neʻe ʻana o ka piston i lalo (ka hahau komo). A laila hoʻopaʻa ʻia ka hui ʻana o ka ea a me ka mahu gasoline i loko o ka cylinder adiabatically i ka neʻe ʻana o ka piston i luna (ka hahau komo). Ma muli o ka hoʻopaʻa ʻia ʻana adiabatically, piʻi ka mahana a me ke kaomi o ka hui ʻana. I ka manawa like, hoʻā ka plug spark i ka hui ʻana, e hoʻā ana iā ia. I kona puhi ʻana, piʻi ka mahana a me ke kaomi o ke kinoea. Hoʻonui ka kinoea wela kiʻekiʻe, kaomi kiʻekiʻe e kūʻē i ka piston, e paʻi ana iā ia i lalo (ka hahau hoʻonui). A laila hoʻokuʻu ʻia ke kinoea i puhi ʻia ma o ka valve hoʻopau a kuhikuhi ʻia i ka paipu hoʻopau (ka hahau hoʻopau). Wehe hou ka valve komo, a hana hou ʻia nā hahau ʻehā.
He mea nui e hoʻomaopopo ʻia ʻo ke kumu o ka hahau ʻana o ka adiabatic, ʻo ia ka hoʻonui ʻana i ka mahana a me ke kaomi o ka hui ʻana o ka ea-gasoline. ʻO ka puhi ʻana ma ke kaomi kiʻekiʻe e hoʻopuka i nā mahana a me nā kaomi kiʻekiʻe loa. No laila, nui loa ka thrust (F = PA) i hana ʻia i ka wā o ke kaʻina hana hoʻonui. ʻO ka hopena o kēia, ʻoi aku ka ikaika o ka mīkini mokokaikala a kaʻa paha. ʻOiai me ka ʻole o ka hoʻopili ʻana, hiki i ka hui ʻana o ka ea-gasoline ke hoʻā i ka wā e hoʻopuka ai ka spark plug i kahi spark. Eia nō naʻe, ʻaʻole kiʻekiʻe loa ka mahana a me ke kaomi o ke kinoea i puhi ʻia, no laila ua liʻiliʻi hoʻi ka thrust hopena. ʻO ka hopena, ua emi ka ikaika o ka mīkini.
Hiki ke wehewehe ʻia ke kaʻina hana o ka hoʻololi ʻana i ka ikehu a me ka hoʻoili ʻana i ka ikehu i loko o kahi ʻenekini kuni kūloko ʻehā-hahau penei: I ka wā o ke kuni ʻana, ua hoʻololi ʻia ka ikehu hiki kemika i loko o ka ʻaila a me ka ikehu i ka lewa i wela. Hoʻololi ʻia kekahi o ka wela i ikehu mechanical i loko o ke koʻokoʻo piston a me ka crankshaft, ʻoiai ua hoʻokuʻu ʻia kekahi ma o ka paipu hoʻopau. Hoʻololi ʻia ka hapa nui o ka ikehu mechanical i loko o ke koʻokoʻo piston a me ka crankshaft i ikehu mechanical i loko o ke kaʻa (e hoʻoneʻe ana i ke kaʻa), ʻoiai ua hoʻololi ʻia kahi hapa liʻiliʻi i wela. Hoʻokumu ʻia ka wela e ka friction.
Hiki ke hoʻākāka ʻia ke kaʻina hana hoʻonui a me ka hoʻopili ʻana adiabatic i loko o ke kaʻina hana Otto e ke kiʻikuhi ma lalo nei. Hōʻike kēia kiʻikuhi i kahi kumu hoʻohālike kūpono o nā kaʻina hana thermodynamic e hana nei i loko o kahi mīkini puhi kūloko i hoʻohana ʻia e ka gasoline.
Komo ka hui ʻana o ka ea a me ka mahu gasoline i loko o ka cylinder (a). A laila hoʻopaʻa ʻia ka hui ʻana o ka ea a me ka mahu gasoline ma ke ʻano adiabatically (a-b). E hoʻomaopopo e emi ana ka nui o ka cylinder. Hoʻomehana ʻia ka hui ʻana o ka ea a me ka mahu gasoline ma ka nui mau - ua puhi ʻia ka hui (b-c). Ke hele nei ke kinoea i puhi ʻia i ka hoʻonui adiabatic (c-d). Hoʻomaʻalili ʻana ma ka nui mau - ua hoʻokuʻu ʻia ke kinoea i puhi ʻia i ka paipu hoʻopau a komo kahi hui hou o ka ea + mahu gasoline i loko o ka cylinder (d-a).
Komo ka hui ʻana o ka ea a me ka mahu gasoline i loko o ka cylinder (a). A laila hoʻopaʻa ʻia ka hui ʻana o ka ea a me ka mahu gasoline ma ke ʻano adiabatically (a-b). E hoʻomaopopo e emi ana ka nui o ka cylinder. Hoʻomehana ʻia ka hui ʻana o ka ea a me ka mahu gasoline ma ka nui mau - ua puhi ʻia ka hui (b-c). Ke hele nei ke kinoea i puhi ʻia i ka hoʻonui adiabatic (c-d). Hoʻomaʻalili ʻana ma ka nui mau - ua hoʻokuʻu ʻia ke kinoea i puhi ʻia i ka paipu hoʻopau a komo kahi hui hou o ka ea + mahu gasoline i loko o ka cylinder (d-a).
Kaʻapuni Diesel
Ua like ke kumumanaʻo hana o kahi ʻenekini diesel me ko kahi ʻenekini gasoline. Aia ka ʻokoʻa ma ke kaʻina hana hoʻopili adiabatic mua (adiabatic compression = compression i hana wikiwiki ʻia a ʻaʻole loaʻa ka manawa o ka wela e kahe i loko a i waho paha o ka ʻōnaehana. ʻO ka ʻōnaehana ma kēia hihia he cylinder). ʻOiai i loko o kahi ʻenekini gasoline, ʻo ka mea i hoʻopili ʻia he hui ʻana o ka ea a me ka mahu gasoline, i loko o kahi ʻenekini diesel ʻo ka ea wale nō i hoʻopili ʻia. Hoʻonui ka hoʻopili adiabatic i ka mahana a me ke kaomi o ka ea. ʻO ka mea aʻe, ʻo ia hoʻi ka injector, ʻo ia hoʻi ka injector, i ka diesel. No ka mea ua kiʻekiʻe loa ka mahana a me ke kaomi o ka ea, ke hoʻopili ʻia ka diesel i loko o ka cylinder, e hoʻā koke ka diesel. ʻAʻohe pono no kahi plug spark. E hoʻomaopopo i ka waiwai kaomi i hōʻike ʻia ma ke kiʻikuhi ma lalo nei. E hoʻohālikelike iā ia me ka waiwai kaomi i hōʻike ʻia ma ke kiʻikuhi pōʻaiapuni Otto.
Hōʻike kēia kiʻikuhi i kahi pōʻaiapuni diesel kūpono. I ka wā mua, ua hoʻopaʻa ʻia ka ea ma ke ʻano adiabatically (a-b), a laila hoʻomehana ʻia ma ke kaomi mau - hoʻopuehu ka injector i ka diesel a hana ʻia ke ahi (b-c), ke hele nei ke kinoea i puhi ʻia i ka hoʻonui adiabatic (c-d), hoʻomaʻalili i ka nui mau - ua hoʻokuʻu ʻia ke kinoea i puhi ʻia ma o ka paipu hoʻopau a komo ka ea hou i loko o ka cylinder (d-a).
Ma muli o ka wehewehe ʻana ma luna, hiki ke hoʻoholo ʻia he mea hana kūikawā ko kēlā me kēia ʻenekini wela. ʻO ka mea hana no ka ʻenekini mahu he wai, ʻo ka mea hana no ka ʻenekini gasoline he ea a me ka mahu gasoline, ʻo ka mea hana no ka ʻenekini diesel he ea a me ka diesel. Hoʻopili pinepine ka mea hana i ka wela ma kahi mahana kiʻekiʻe (Q H ), hana (W ), a laila hoʻokuʻu i ke koena o ka wela ma kahi mahana haʻahaʻa (Q L ). No ka mea ua mālama ʻia ka ikehu, a laila Q H = W + Q L.
Ka Pono o ka ʻenekini wela
ʻO ka pono (e) o kahi ʻenekini wela ka lakio ma waena o ka hana (W) i hana ʻia e ka ʻenekini a me ka hoʻokomo ʻana o ka wela ma ke kiʻekiʻe o ka mahana (QH ) . Ma ke ʻano makemakika, hiki ke kākau ʻia penei:
ʻO W ka loaʻa kālā a mākou e loaʻa ai, ʻoiai ʻo QH ke kumukūʻai a mākou e loaʻa ai ke kūʻai a me ke puhi ʻana i ka wahie. Ma ke ʻano he poʻe e makemake mau ana e loaʻa ka loaʻa kālā nui loa a me ka liʻiliʻi loa o nā lilo, ke manaʻolana nei mākou e kūlike ka loaʻa kālā a mākou e loaʻa ai (W) me ke kumukūʻai a mākou e loaʻa ai (QH). Hiki anei kēlā?
Ma muli o ka mālama ʻana i ka ikehu, pono e like ka wela i hoʻokomo ʻia (QH) me ka hana (W) i hana ʻia + ka wela i hoʻokuʻu ʻia (QL ) . Ma ke ʻano makemakika:
No ka hōʻike ʻana i ka pono o kahi ʻenekini wela ma ke ʻano he pakeneka, e hoʻonui wale i ka hoʻohālikelike pono ma 100%. Ma muli o ka hoʻohālikelike pono ma luna, ʻo ka nui o ka wela i hōʻole ʻia (Q L ) e kahi ʻenekini wela, ʻo ka emi ʻana o kona pono. Makemake nui mākou e loaʻa ka liʻiliʻi o ka wela i hōʻole ʻia (Q L ) e like me ka hiki. Eia nō naʻe, ʻo ka hoʻokomo wela (Q H ) ka mea maʻamau i loaʻa ma ka puhi ʻana i ka ʻaila, ka lanahu, ke kinoea, a me nā mea ʻē aʻe (nā wahie a mākou e uku ai).
No laila, ua hoʻolālā ʻia kēlā me kēia ʻenekini wela e like me ka hiki. ʻOiai makemake mākou i ka pōmaikaʻi nui loa mai ka hoʻolilo liʻiliʻi loa, ʻo ka ʻoiaʻiʻo, ʻo ka hana maʻamau o nā ʻenekini mahu ma kahi o 40%, ʻoiai ʻo nā ʻenekini puhi kūloko ma kahi o 50%. ʻO ke ʻano kēia, ua hoʻonele ʻia ka hapalua o ka wela i hana ʻia e ka puhi ʻana i ka wahie. ʻO ka hapalua wale nō i hoʻololi ʻia i ikehu mechanical.
Laʻana nīnau 1:
Hoʻopili kahi ʻenekini wela i 3000 Joules o ka wela (Q H ), hana i ka hana (W) a hoʻokuʻu i 2500 Joules o ka wela (Q L ). He aha ka pono o ka ʻenekini wela?
Pahana
Laʻana nīnau 2:
Hoʻopili kahi ʻenekini wela i 3000 Joules o ka wela (Q H ), hana (W) a hoʻokuʻu i 2000 Joules o ka wela (Q L ). He aha ka pono o ka ʻenekini wela?
Pahana
Laʻana nīnau 3:
Hoʻopili kahi ʻenekini wela i 3000 Joules o ka wela (Q H ), hana (W) a hoʻokuʻu i 1500 Joules o ka wela (Q L ). He aha ka pono o ka ʻenekini wela?
Pahana
