No ka wehewehe ʻana i nā kaʻina hana thermodynamic 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 ma ke ao holoʻokoʻa a me nā kaʻina hana hiki ʻole ke hana. Ua ʻōlelo kekahi kanaka ʻepekema i kapa ʻia ʻo RJE Clausius (1822-1888) i kēia ʻōlelo:
ʻO ke ʻano maoli, neʻe ka wela mai nā mea wela kiʻekiʻe i nā mea wela haʻahaʻa; ʻo ke ʻano maoli, ʻaʻole neʻe ka wela mai nā mea wela haʻahaʻa a i nā mea wela kiʻekiʻe (Ke kānāwai ʻelua o ka thermodynamics—ka ʻōlelo a Clausius).
ʻO ka ʻōlelo a Clausius kekahi o nā ʻōlelo kūikawā o ke kānāwai ʻelua o ka thermodynamics. Ua kapa ʻia ʻo ia he ʻōlelo kūikawā no ka mea pili wale ia i hoʻokahi kaʻina hana wale nō, e pili ana i ka hoʻoili wela. ʻOiai ʻaʻole pili kēia ʻōlelo i nā kaʻina hana ʻē aʻe, pono mākou i kahi ʻōlelo laulā. ʻO ka hoʻomohala ʻana o kahi ʻōlelo laulā o ke kānāwai ʻelua o ka thermodynamics e pili ana i ke aʻo ʻana i nā mīkini wela. No laila, kūkākūkā mua mākou i ka wela o ka mīkini.
ʻEnekini Wela
ʻO ka hapa nui o ka ikehu a mākou e hoʻohana ai, mai ka ikehu hiki kemika i loko o ka petroleum, ke kinoea, a me ke lanahu. Pono e puhi mua ʻia ka ikehu hiki kemika i hoʻohana pololei ʻia. ʻO ka maʻamau, ʻo ka puhi ʻana i nā wahie fossil (ʻaila, kinoea, a me ke lanahu) e hoʻopuka i ka wela. Hiki ke hoʻohana pololei ʻia ka wela e kuke ai i ka meaʻai, e hoʻomehana i ka lumi. No ka hoʻoneʻe ʻana i kahi mea (e like me ka hoʻoneʻe ʻana i kahi kaʻa), pono mākou e hoʻololi i ka wela i ikehu kinetic a i ʻole ikehu mechanical (ikehu mechanical = ikehu hiki + ikehu kinetic).
Ua ʻike ʻia kahi mea hana e hoʻohana ana i ka wela e hana i ka hana i ka makahiki 1700. He ʻenekini mahu ia. Ua hoʻohana mua ʻia ka ʻenekini mahu e pamu i ka wai mai loko mai o kahi lua lanahu.
ʻO ka hoʻohana ʻana i nā ʻenekini mahu no ka mea hiki i ka mahu ke hoʻoneʻe i nā mea. Hoʻokomo pū ʻia nā ʻenekini mahu me kahi ʻenekini wela (he mea hana ka ʻenekini wela no ka hoʻololi ʻana i ka wela i ka ikehu mechanical). I kēia manawa, hoʻohana ʻia ka ʻenekini mahu e hana i ka ikehu uila. ʻO nā ʻenekini wela o kēia wā he mau ʻenekini kuni kūloko e like me nā ʻenekini kaʻa, nā ʻenekini mokokaikala, a pēlā aku.
ʻO ke kumu nui ma hope o ka hoʻohana ʻana i nā mīkini wela, ʻo ia ka hiki ke hoʻololi ʻia ka hoʻomehana ʻana i ikehu mechanical inā ʻae ʻia ka wela e kahe mai nā mahana kiʻekiʻe a i nā mahana haʻahaʻa. I loko o kēia kaʻina hana, hoʻololi ʻia kekahi wela i ikehu mechanical (hoʻohana ʻia kekahi wela e hana i ka hana), hoʻokuʻu ʻia kekahi wela ma nā wahi haʻahaʻa. ʻO ke kaʻina hana o ka hoʻololi ʻana i ke ʻano o ka ikehu a me ka hoʻoili ikehu i loko o ka mīkini wela e like me kēia kiʻikuhi.
Mahana kiʻekiʻe (TH) a me ka mahana haʻahaʻa (TL) ua kapa ʻia he mahana hana mīkini. QH ʻo ia ka wela e kahe ana mai ka mahana kiʻekiʻe, ʻoiai ʻo QL ke kahe nei ka wela i kahi mahana haʻahaʻa. Ke kahe nei mai nā mahana kiʻekiʻe a i nā mahana haʻahaʻa, hoʻololi ʻia kekahi wela i ikehu mechanical (hoʻohana ʻia no ka hana), hoʻolei ʻia kekahi wela ma ke ʻano he QLʻAʻole hiki ke hoʻololi ʻia nā wela āpau i hana (W), aia mau ka wela i hoʻokuʻu ʻia (QL). No laila, ma muli o ka mālama ʻana i ka ikehu, QH = W + QL.
Aia kekahi mau ʻenekini wela, me nā ʻenekini mahu a me nā ʻenekini kuni kūloko.
Mahu engine
Hoʻohana nā ʻenekini mahu i ka mahu wai ma ke ʻano he mea hoʻoili wela. He wai hana ka mahu. ʻElua ʻano ʻenekini mahu: nā ʻenekini mahu ʻokoʻa a me nā ʻenekini mahu turbine. He ʻokoʻa ka hoʻolālā o kēia ʻenekini, akā hoʻohana kēia mau ʻano ʻenekini mahu ʻelua i ka mahu i hoʻomehana ʻia ma ke puhi ʻana i ka ʻaila, ke kinoea, ka lanahu a i ʻole ka hoʻohana ʻana i ka ikehu nukelea.
Na Enekinia Kuloko
ʻO nā ʻenekini mokokaikala a me nā ʻenekini kaʻa he mau laʻana o nā ʻenekini kuni kūloko. Ua kapa ʻia ʻo ʻenekini kuni kūloko no ka mea ke hana ʻia ke kaʻina hana kuni i loko o nā cylinders pani ʻia. ʻO ke alo o kahi ʻenekini kuni kūloko ka hopena o ka manaʻo ʻenekinia o ka hoʻopili adiabatic a me ka hoʻonui ʻana.
Ka Pono o ka ʻenekini wela
ʻO ka pono o ka ʻenekini wela (e) he hoʻohālikelike ia ma waena o ka hana (W) i hana ʻia e ka mīkini me kahi hoʻokomo wela ma ke kiʻekiʻe o ka mahana (QH).
ʻO W ka loaʻa i loaʻa, ʻoiai ʻo QH ʻo ia ke kumukūʻai i loaʻa e kūʻai a puhi i ka wahie. Ma ke ʻano he kanaka e makemake mau ana e loaʻa ka loaʻa kālā nui loa a me ka liʻiliʻi loa o ka lilo ʻana, ke manaʻolana nei mākou e kūlike ka loaʻa kālā i hoʻonui ʻia (W) me ke kumukūʻai a mākou e hoʻolilo ai (QH). Hiki paha ia ke hana?
Ma muli o ka mālama ʻana i ka ikehu, ka wela (QH) pono e like me ka hana (W) + ka wela i hoʻokuʻu ʻia (QL).
E pani iā W ma ka hoohalike 1 me W ma ka hoohalike 2
ʻO kēia ke kaulike o ka pono o ka ʻenekini wela.
Nīnau 1:
Hoʻopili kahi ʻenekini wela i 3000 Joules (QH) wela, hana (W) a wehe i 2500 Joules (QL) wela. E helu i ka pono o ka wela o ka ʻenekini.
pāʻoihana
Ka pono o ka ʻenekini wela = 17%.
Nīnau 2:
Hoʻopili kahi ʻenekini wela i ka wela 3000 Joule (QH), hana (W) a wehe i ka wela 2000 Joule (QLE helu i ka pono o ka ʻenekini wela.
pāʻoihana
Ka pono o ka ʻenekini wela = 34%.
Nīnau 3:
Hoʻopili kahi ʻenekini wela i ka wela 3000 Joule (QH), hana (W) a hoʻolei i ka wela a hiki i 1500 Joules (Q)LE helu i ka pono o kahi ʻenekini wela?
pāʻoihana
Ka pono o ka ʻenekini wela = 50%.
