Energy Studies Second Edition William Shepherd

Energy Studies Second Edition William Shepherd
Energy Studies Second Edition William Shepherd
Energy Studies Second Edition William Shepherd

1. Visit https://ebookfinal.com to download the full version and
explore more ebooks
Energy Studies Second Edition William Shepherd
_____ Click the link below to download _____
https://ebookfinal.com/download/energy-studies-second-
edition-william-shepherd/
Explore and download more ebooks at ebookfinal.com

2. Here are some suggested products you might be interested in.
Click the link to download
Power Converter Circuits Electrical and Computer
Engineering 1st Edition William Shepherd
https://ebookfinal.com/download/power-converter-circuits-electrical-
and-computer-engineering-1st-edition-william-shepherd/
Geothermal Energy Renewable Energy and the Environment
Second Edition Glassley
https://ebookfinal.com/download/geothermal-energy-renewable-energy-
and-the-environment-second-edition-glassley/
Renewable Energy Sustainable Concepts for the Energy
Change Second Edition Roland Wengenmayr
https://ebookfinal.com/download/renewable-energy-sustainable-concepts-
for-the-energy-change-second-edition-roland-wengenmayr/
Electrical Energy Systems Second Edition Mohamed E. El-
Hawary
https://ebookfinal.com/download/electrical-energy-systems-second-
edition-mohamed-e-el-hawary/

3. Building energy simulation a workbook using designbuilder
Second Edition Garg
https://ebookfinal.com/download/building-energy-simulation-a-workbook-
using-designbuilder-second-edition-garg/
Current Clinical Medicine Second Edition William D. Carey
https://ebookfinal.com/download/current-clinical-medicine-second-
edition-william-d-carey/
Alternative Energy Systems Design and Analysis with
Induction Generators Second Edition Farret
https://ebookfinal.com/download/alternative-energy-systems-design-and-
analysis-with-induction-generators-second-edition-farret/
Introduction to Bayesian Statistics Second edition William
M. Bolstad
https://ebookfinal.com/download/introduction-to-bayesian-statistics-
second-edition-william-m-bolstad/
Numerical Recipes in C Second Edition William H. Press
https://ebookfinal.com/download/numerical-recipes-in-c-second-edition-
william-h-press/

5. Energy Studies Second Edition William Shepherd Digital
Instant Download
Author(s): William Shepherd, David W. Shepherd, D. W. Shepherd
ISBN(s): 9781860943225, 1860943225
Edition: 2
File Details: PDF, 50.85 MB
Year: 2003
Language: english

6. British Library Cataloguing-in-Publication Data
A catalogue record for this book is available from the British Library.
Published by
Imperial College Press
57 Shelton Street
Covent Garden
London WC2H 9HE
Distributed by
World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.
5 Toh Tuck Link, Singapore 596224
USA office: Suite 202, 1060 Main Street, River Edge, NJ 07661
UK office: 57 Shelton Street, Covent Garden, London WC2H 9HE
Printed in Singapore.
For photocopying of material in this volume, please pay a copying fee through the Copyright
Clearance Center, Inc., 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923, USA. In this case permission to
photocopy is not required from the publisher.
ISBN1-86094-322-5
All rights reserved. This book, or parts thereof, may not be reproduced in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying, recording or any information storage and retrieval
system now known or to be invented, without written permission from the Publisher.
Copyright © 2003 by Imperial College Press
ENERGY STUDIES, SECOND EDITION

7. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
PREFACE
Theindustriallydevelopedcountriesoftheworldhavebecomerichandprosperous
bytheproigateuseoffossilfuels:coal,oilandnaturalgas.Countriesofthe
developingareasoftheworld,mainlyinthePacicRimandFarFast,arestarting
tousefossilfuels,especiallyoil,atincreasingrates.Butbothoilandnaturalgas
reservesarefastdepletingandarenon-renewable.Eachsourcehasonlyafewtens
ofyearsofstockremaining.Howisfutureworldenergydemandtobemet?
Toaddresssuchafundamentalproblem,itisvitallyimportantthatallofthe
variouselementscomprisingtheproblemarewellunderstood.Inthecaseofworld
energy,theproblemelementsaretheindividualenergysources,botholdandnew.
Atleasttendistincttypesofenergysourceexist:
coal
oil
naturalgas
nuclear
geothermal
biological/chemical
hydroelectric
wind
wave/tidal
solarenergy
EachofthesesourcesisexaminedinEnergyStudies,inanattempttotake
stockofthedevelopmentofeach,towardseitherdepletionorviablewidespread
utilisation.Environmentalimplications,economicassessmentsandindustrialrisks
arealsoconsidered.
Bydoingthis,theauthorsareabletoconcludewithanillustrativeexampleof
anenergystrategywithwhichtoaddresstheworldenergyfuture,soencouraging
readerstoweighforthemselvesthecomplexproblemwhichnowstaresmankindin
theface.
v

8. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
viPrefacetotheSecondEdition
Chapter1iswrittenmainlyforstudentsofthephysicalsciencesandengineering.
MoregeneralreadersareadvisedtobeginreadingfromChapter2.
W.ShepherdandD.W.Shepherd
July1997

9. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
PREFACETO
THESECOND EDITION
Intheveyearsthathaveelapsedsincetheoriginalpublication,theissuesofenergy
mattersandenvironmentalconcernshavebecomeprominent.Energysupplyand
useisnowamatteroffrequentreports,notonlyintradejournalsbutinthepopular
press.
Up-to-dateguresarenowgivenforitemsoffuelsupplyandalsofortheuseof
renewablesourcessuchaswindenergyandphotovoltaics.Thechaptersongeother-
malenergyandnuclearenergyhavebeenextended.Increasedcoverageisgivento
wasteandwastedisposal,inChapter13.
Theenergystrategyproposedinthersteditionisunchanged.Itistheviewof
theauthorsthatthisremainsthelogical,sensibleandworkablewaytoproceed.
W.ShepherdandD.W.Shepherd
June2002
vii

10. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
viii

11. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
ACKNOWLEDGEMENTS
Muchofthematerialinthisbookhasbeentaughtinundergraduateandpost-
graduatecoursesattheUniversityofBradford,England,andOhioUniversity,
Athens,Ohio,USA.Theauthorsaregratefultobothuniversitiesforpermission
toreproduceteachingandexaminationmaterials.
Theinformationwasobtainedfromavastnumberofsources,someoriginal.
Whereverpossibletheauthorshaveattributedtheirsources.Thanksaredueto
thepublishersofpre-existingmaterialfortheirgenerouspermissiontoreproduce
previouslypublishedinformation.Theauthorsapologiseifanypre-existingmate-
rialisnotadequatelyattributed|thisisnotanattempttodeceivebutdueto
inadvertence.
DrJamesBrooksofGlasgow,Scotland,adistinguishedgeochemist,readthe
manuscript.Hismanyhelpfulcriticismsandsuggestionshaveenhancedthepresen-
tation,especiallythechaptersonfossilfuelsandongeothermalenergy.
Theauthors'workwasgreatlyhelpedbythesuperbfacilitiesoftheAlden
LibraryatOhioUniversity.SpecialthanksareduetoLarsLutton,photographer,
SamuelGirtonandScottWagner,graphicartists,andespeciallytoPeggySattler,
graphicdesignmanagerintheInstructionalMediaandTechnologyServicesUnit.
WearegratefultoMrMichaelMitchellofBradford,England,forhisvaluable
helpwiththecomputer-generateddiagrams.
Thetypingofthemanuscript,withitsmanyrevisionsduringtheevolution,was
largelydonebySuzanneVazzanoofAthens,Ohio.Herprofessionalismandgood
naturewereindispensableinitscompletion.
Athens;Ohio;USA
1997
ix

12. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
x

13. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
ACKNOWLEDGEMENTS FOR
THESECOND EDITION
Theauthorswouldliketothankthepublishersofthemanynewsourcesthatare
includedinthissecondedition,inadditiontore-acknowledgementoftheoriginal
sources.
OncemorethechiefsourcesofinformationareBritishPetroleumplcofLondon,
England,andtheUSEnergyInformationAdministrationofWashington,DC,USA.
DrJamesBrooksofGlasgow,Scotland,hasonceagainreviewedthechapterson
thefossilfuelsplustheworkongeothermalenergy.Hiscarefulscrutinyandhelpful
suggestionsaremuchappreciated.MsAnnMandiofBrownUniversity,USA,also
reviewedthemanuscriptandmademanyhelpfulsuggestions.
MuchoftheartworkisduetothestaoftheInstructionalMediaServices
UnitattheAldenLibraryofOhioUniversity.Specialmentionmustbemadeof
KellyKirves,graphicartist,andEmilyMarcus,mediaartist.Particularthanks
areduetoLaraNeel,graduateassistant,whotransferredthemanuscript,including
artwork,ontocomputerdiscs.AllofthisworkwassupervisedbyPeggySattler,
theproductionmanageroftheunit.ThebookcoverisonlyasmallpartofPeggy's
signicantcontributionstotheoverallpresentation.
Thetypingoftherevisedmanuscript,withitsmanyrevisions,waslargelydone
bySuzanneVazzano,helpedbyErinDill,TammyJordan,JuanEcheverryand
BradLaerty.Theirprofessionalismandgoodnaturewereindispensabletoits
conclusion.
Athens;Ohio;USA
2002
xi

14. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
xiiContents

15. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
CONTENTS
Preface v
PrefacetotheSecondEdition vii
Acknowledgements ix
AcknowledgementsfortheSecondEdition xi
CHAPTER 1ENERGYANDPOWER 1
1.1.EnergyConversion.............................1
1.2.MechanicalEnergy............................3
1.2.1.Linearmotion..........................3
1.2.2.Rotationalmotion........................6
1.3.ElectricalEnergy.............................9
1.4.ChemicalEnergy.............................9
1.5.NuclearEnergy..............................9
1.6.ThermalEnergy..............................9
1.7.ThermodynamicsandHeatEnergy...................10
1.7.1.Quantityofheat.........................10
1.7.2.Mechanicalequivalentofheat..................10
1.7.3.Therstlawofthermodynamics................11
1.7.4.Thesecondlawofthermodynamics..............13
1.7.4.1.Idealheatengine...................13
1.7.4.2.Practicalheatengine.................14
1.7.4.3.Idealreverseheatengine...............15
1.7.5.Workedexamplesonthermodynamicsandheatenergy...16
1.8.Entropy...................................19
1.8.1.Entropyinheat{worksystems.................19
1.8.2.Entropyonacosmicscale....................20
1.9.Power....................................21
1.10.UnitsandConversionFactors......................23
xiii

16. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
xivContents
1.11.ProblemsonEnergyandPower.....................24
References......................................28
CHAPTER 2ENERGYRESOURCESANDENERGYUSE 29
2.1.EnergyInputtotheEarth........................29
2.1.1.Solarradiationrateandannualvariation...........29
2.1.2.Terrestrialenergyfrominsidetheearth............31
2.1.3.Tidal(gravitational)inputenergy...............31
2.2.EnergyFlowupontheEarthfromNaturalSources..........31
2.3.EnergyOutowfromtheEarth.....................32
2.4.EnergyStoredWithintheFossilFuels..................32
2.5.EnergyProductionandConsumption..................37
2.5.1.Energyconsumptionintheworld...............37
2.5.2.EnergyproductionanduseintheUK.............46
2.5.3.EnergyproductionanduseintheUSA............50
2.5.4.Worldfossilfuelproductionandconsumption.........53
2.6.RisksAssociatedwithEnergySystems.................54
2.6.1.Industrialaccidentsandindustrialdiseases..........55
2.6.2.Large-scaleaccidentsandsabotage...............55
2.6.3.Managementofenergywaste..................55
2.6.4.Ecosystemeects........................56
2.6.5.Watersupplyproblems.....................56
2.6.6.Emissions.............................56
2.6.6.1.Carbondioxideemissions...............58
2.6.6.2.Gaseousemissionsandthe\greenhouse"eect...59
2.7.Summary|WhereDoWeGofromHere?...............62
2.7.1.Anenergystrategy.......................62
2.8.ProblemsandReviewQuestions.....................63
References......................................65
CHAPTER 3ELECTRICITY 67
3.1.Introduction................................67
3.2.SomeBasicElectricalRelationships...................67
3.2.1.Voltage,currentandpower...................67
3.2.2.Workedexamplesonelectricalcircuits.............71
3.3.TheGenerationofElectricity.......................72
3.4.TheSitingofElectricalPowerPlants..................73
3.4.1.Fuelsupply............................74
3.4.2.Watersupply...........................74
3.4.3.Landelevation..........................74
3.4.4.Roadandrailaccess.......................74
3.4.5.Heightofthestructures.....................75
3.4.6.Disposalofwasteproducts...................76

17. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
Contentsxv
3.4.7.Proximitytopopulatedareas..................76
3.4.8.Environmentalimplications...................76
3.5.WorldElectricityConsumption......................76
3.6.UKElectricity...............................79
3.6.1.Consumptionandsupply....................79
3.6.2.OrganisationoftheUKelectricitysupplyindustry
in2001..............................81
3.7.USElectricityConsumptionandProduction..............83
3.8.CombinedHeatandPower(CHP)....................85
3.8.1.CHPintheUK.........................86
3.8.2.CHPintheUSA[15]......................87
3.9.EcientUtilisationofElectricalEnergy.................88
3.9.1.Avoidingwaste..........................88
3.9.2.Monitoringandcontrol.....................89
3.9.3.Redesigningtoreduceenergycosts...............89
3.9.4.Maintenanceofequipment...................89
3.9.5.Powerfactorcorrection.....................89
3.9.6.Maintenanceofsupplycurrentwaveform...........89
3.9.7.Choiceanduseofelectricmotors................90
3.9.8.Loadfactor............................90
3.9.9.Choiceoflightingsystems....................90
3.10.ProblemsandReviewQuestions.....................92
References......................................94
CHAPTER 4COAL 97
4.1.Introduction................................97
4.1.1.Compositionandrankingofcoal................97
4.1.2.Coalmining...........................98
4.2.WorldReserves,Production,andConsumptionofCoal........100
4.2.1.Worldcoalreserves.......................100
4.2.2.Worldcoalproduction......................103
4.2.3.Worldcoalconsumption.....................105
4.2.4.UKcoalproductionandconsumption.............107
4.2.5.UScoalproductionandconsumption.............110
4.3.CoalTransportation............................112
4.3.1.Surfacetransportation......................112
4.3.2.Coalslurrypipelines.......................112
4.4.EmissionsandEuentsfromCoal....................113
4.4.1.Opencoalres..........................113
4.4.2.Euentsduetocoalburning..................114
4.4.2.1.Sulphuroxides.....................114
4.4.2.2.Nitrogenoxides....................114

18. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
xviContents
4.4.2.3.Particulates......................115
4.4.2.4.Carbondioxide....................116
4.4.2.5.Carbondioxideemissionsduetocoal........116
4.5.AdvancedCoalTechnologies.......................116
4.5.1.Fluidised-bedcombustion....................117
4.5.2.Combined-cyclegeneration...................118
4.6.LiquidFuelsfromCoal..........................119
4.6.1.Indirectliquefaction.......................120
4.6.2.Pyrolysis.............................120
4.6.3.Solventextraction........................120
4.6.4.Directhydrogenation(catalyticliquefaction).........121
4.7.ProblemsandReviewQuestions.....................121
References......................................122
CHAPTER 5PETROLEUM 125
5.1.Introduction................................125
5.2.HistoryandDevelopmentofthePetroleumIndustry..........126
5.2.1.TheSevenSisters[6].......................127
5.2.2.Europeanoilelds........................127
5.2.3.OPEC...............................128
5.3.WorldOilReserves............................131
5.4.WorldProductionandConsumptionofCrudeOil...........136
5.4.1.Worldoilproduction......................136
5.4.2.Worldoilconsumption.....................137
5.4.3.UKoilproductionandconsumption[10{12].........142
5.4.4.USoilproductionandconsumption..............146
5.5.SyntheticCrudeOil............................151
5.5.1.Shaleoil.............................151
5.5.2.Tarsands.............................153
5.6.EnvironmentalIssues...........................154
5.7.ProblemsandReviewQuestions.....................156
References......................................158
CHAPTER 6NATURALGAS 161
6.1.Introduction................................161
6.2.HistoryandDevelopment.........................162
6.3.NaturalGasReserves...........................162
6.4.ProductionandConsumptionofNaturalGas..............167
6.4.1.Worldnaturalgasproduction..................167
6.4.2.Worldnaturalgasconsumption.................167
6.4.3.UKnaturalgasproductionandconsumption.........173
6.4.4.USnaturalgasproductionandconsumption.........178
6.5.Coal-BedMethane.............................180

19. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
Contentsxvii
6.5.1.Worldreservesofcoal-bedmethane..............180
6.5.2.USreservesofcoal-bedmethane................181
6.6.NaturalGasHydrates...........................183
6.7.EnvironmentalAspectsofNaturalGas.................184
6.8.SyntheticGasfromCoal.........................184
6.9.ProblemsandReviewQuestions.....................186
References......................................187
CHAPTER 7GEOTHERMAL ENERGY 189
7.1.Introduction................................189
7.2.GeologicalStructureoftheEarth....................189
7.3.OriginofGeothermalHeatFlow.....................192
7.4.GeothermalEnergyResources......................193
7.5.GeothermalReservoirs..........................193
7.6.LocationsandTypesofPrincipalGeothermalSources.........197
7.6.1.Drysteamsources........................197
7.6.2.Wetsteamsources........................197
7.6.3.Hotbrinesources........................197
7.6.4.Dryrocksources.........................198
7.6.5.Moltenmagma..........................198
7.7.WorldwideApplicationsofUsesofGeothermalEnergy........199
7.8.GeothermalProspectsintheUK.....................199
7.8.1.Shallowdrilling.........................199
7.8.2.Workedexample.........................201
7.9.GeothermalUsesintheUSAandElsewhere..............201
7.9.1.Hotspringsandbathingspas(balneology)..........202
7.9.2.Agriculture............................202
7.9.3.Aquaculture...........................202
7.9.4.Industry.............................202
7.10.GeothermalDistrictHeating.......................203
7.11.GeothermalHeatPumps.........................203
7.12.ElectricityGenerationfromGeothermalSources............204
7.12.1.Worldwidegeothermalelectricalpowerproduction......204
7.12.2.Technologiesofgeothermalelectricalpowergeneration....206
7.12.3.Locationsofgeothermalelectricity-generatingstations....206
7.13.EnvironmentalFeaturesofGeothermalPower.............207
7.13.1.Geothermalsiteexplorationanddevelopment.........207
7.13.2.Protectionofthelocalatmosphere...............208
7.13.3.Protectionofgroundwater...................208
7.13.4.Enhancementofreservoirwater................208
7.13.5.Ecologicaleectsofgeothermalplants.............208
7.13.6.Eectsonlocalgeologicalstructure..............209

20. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
xviiiContents
7.14.ProblemsandReviewQuestions.....................209
References......................................210
CHAPTER 8NUCLEAR ENERGY 213
8.1.BasicAtomicTheory...........................213
8.2.BasicNuclearTheory...........................214
8.2.1.Nuclearssion..........................214
8.2.2.Workedexamples........................216
8.3.Radioactivity................................217
8.3.1.Natureofradioactivity.....................217
8.3.2.Energyanddecayrate......................217
8.3.3.Workedexamples........................218
8.4.NuclearRadiation.............................220
8.4.1.Formsofradiation........................220
8.4.2.Unitsofmeasurementofradiation...............221
8.4.3.Eectsofnuclearradiation...................222
8.4.4.Sourcesandamountsofnuclearradiation...........223
8.4.4.1.Naturalradiationsources...............223
8.4.4.2.Man-madesources...................223
8.4.5.Usesofnuclearradiation....................224
8.4.5.1.Geologicaldating...................224
8.4.5.2.Archaeologicaldating.................224
8.4.5.3.Medicaltracerelements................224
8.4.5.4.Smallnuclearpowerpacks..............225
8.4.5.5.Biologicaleectsonhumantissue..........225
8.5.NuclearReactors.............................226
8.5.1.Thermal(ssion)reactors....................226
8.5.2.Uraniumsupplies........................229
8.5.3.Plutonium............................231
8.5.4.Fastbreederreactors......................234
8.5.5.Reactorsafety..........................235
8.5.6.Nuclearreactoraccidents....................236
8.5.6.1.ThreeMileIsland...................237
8.5.6.2.Chernobyl.......................237
8.6.NuclearWaste...............................239
8.6.1.Sourcesofwaste.........................239
8.6.2.Wastedisposal..........................241
8.6.3.Terroristaction.........................242
8.7.Nuclear-PoweredElectricityGeneration.................242
8.7.1.NucleargenerationintheUSA.................243
8.7.2.NucleargenerationintheUK..................244
8.8.NuclearFusion...............................244

21. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
Contentsxix
8.8.1.Basictheory...........................244
8.8.2.Nuclearfusionreactors.....................248
8.8.2.1.Nuclearplasmaproperties..............248
8.8.2.2.Heatingoftheplasma.................249
8.8.2.3.Plasmaconnement..................250
8.8.2.4.Fusionreactorresearch................250
8.9.ProblemsandReviewQuestions.....................253
References......................................254
CHAPTER 9WATERENERGY 257
9.1.HydroelectricPowerGeneration.....................257
9.1.1.Principlesofhydroelectricplantoperation..........261
9.1.2.Typesofhydraulicturbine...................263
9.1.2.1.Impulseturbines....................263
9.1.2.2.Reactionturbines...................265
9.1.2.3.Axialowturbines..................265
9.1.3.Pumpedstoragesystems....................265
9.1.4.Workedexamplesonhydroelectricpowergeneration.....268
9.2.TidalPowerSchemes...........................269
9.2.1.Tidalpowersites.........................270
9.2.2.Principlesoftidalpoweroperation...............272
9.2.3.Costsoftidalbarrageschemes.................274
9.2.4.Combinationofapumpedstoragefacilitywithatidal
barragescheme..........................275
9.2.5.Featuresoftidalbarrageschemes...............276
9.2.6.Workedexamplesontidalenergyschemes...........278
9.3.WavePower................................279
9.3.1.Basicpropertiesofidealdeep-waterwaves[5].........281
9.3.2.Powerextractablefrompracticaldeep-waterwaves......283
9.3.3.Workedexamplesonwaveenergy...............285
9.3.4.Typesofwavepowerconverters................286
9.3.5.Workedexamplesonwaveenergydevices...........290
9.3.6.Featuresofwavepowersystems|summary.........292
9.4.OceanCurrentsandUnderwaterTurbines[15,16]...........293
9.5.ProblemsandReviewQuestions.....................294
References......................................296
CHAPTER 10WINDENERGY 299
10.1.BackgroundandHistory.........................299
10.2.AvailabilityofWindSupply.......................300
10.2.1.WindenergysupplyinEurope.................300
10.2.2.WindenergysupplyintheUSA................306
10.3.TheoreticalPowerAvailableintheWind................306

22. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
xxContents
10.4.TheoreticalMaximumPowerExtractablefromtheWind.......309
10.5.PracticalPowerExtractablefromtheWind..............311
10.5.1.Powercoecient.........................311
10.5.2.Axialthrust(pressure).....................312
10.5.3.Tip-speedratio(TSR)......................314
10.5.4.Solidityfactor..........................315
10.5.5.Shafttorqueandpower.....................316
10.6.EciencyofWind-PoweredElectricityGeneration...........318
10.7.LargeWindMachineSystems......................319
10.7.1.Historicalbackground......................319
10.7.2.Facingthewind|theyaweect...............320
10.7.3.Centrifugalforces........................321
10.7.4.Gyroscopicforcesandvibrations................321
10.7.5.Modernlargewindpowerinstallations.............322
10.7.6.Workedexamplesonwindturbineoperation.........327
10.8.VerticalAxisWindMachines.......................332
10.8.1.TheSavoniusdesign.......................332
10.8.2.TheDarrieusdesign.......................334
10.8.3.Otherformsofverticalaxismachine..............334
10.9.SmallandMediumSizeMachines....................335
10.10.ElectricalEngineeringAspectsofWind-Generated
ElectricalPower..............................336
10.10.1.Electricitygeneratorsystems..................336
10.10.2.Smallelectricalgenerators...................337
10.11.WindMachineSiteSelection.......................339
10.12.ProsandConsofWind-GeneratedElectricalPower..........340
10.13.ProblemsandReviewQuestions.....................341
References......................................345
CHAPTER 11SOLARHEATINGOFWATERORAIR 347
11.1.RadiationfromtheSun..........................347
11.2.SeasonalVariationofSolarRadiation..................352
11.3.ClassicationoftheCollectionofSolarEnergy.............357
11.4.SolarWaterHeating(Domestic).....................358
11.4.1.The\greenhouse"eect.....................358
11.4.2.Solarat-platecollectors....................360
11.4.3.Atypicaldomesticsolarwaterheatingsystem........368
11.4.4.Workedexamplesinvolvingsolarat-platecollectors.....370
11.5.SolarWaterHeating(Industrial).....................373
11.5.1.Solartrackingsystems......................374

23. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
Contentsxxi
11.5.1.1.Parabolicdishcollector................374
11.5.1.2.Solarpowertower...................374
11.5.1.3.Linearfocuscollectors................378
11.5.2.Solarnon-trackingsystems...................380
11.5.2.1.Evacuatedtubecollectors...............380
11.5.2.2.Compoundparabolicconcentrator..........380
11.5.3.Workedexamplesinvolvingsolarthermionic
concentratorsystems......................380
11.6.PassiveSolarSpaceHeatingofBuildings................384
11.6.1.Directgainsolarsystems....................385
11.6.2.Indirectgainsolarsystems...................387
11.6.2.1.Thermalstoragewall.................387
11.6.2.2.Solargreenhouse(sunspace).............390
11.6.2.3.Roofpond.......................391
11.6.2.4.Solarsaltpond[3]...................391
11.7.ProblemsandReviewQuestions.....................391
References......................................395
CHAPTER 12SOLARPHOTOVOLTAICCONVERSION 397
12.1.BasicFeaturesofSolarCellsandSolarSystems............397
12.2.CostofSolarPhotovoltaicElectricity..................398
12.3.PhysicalNatureofSemiconductorMaterials[6]............399
12.3.1.Group-3(acceptor)impurities.................400
12.3.2.Group-5(donor)impurities...................400
12.4.PhotovoltaicMaterials..........................401
12.4.1.Crystallinesilicon(c{Si)....................401
12.4.2.Amorphous(uncrystalline)silicon(a{Si)...........402
12.4.3.Materialsotherthansilicon...................402
12.5.OperationoftheSemiconductorDiodeand
SolarPhotovoltaicCell..........................404
12.6.PhysicalPropertiesoftheSolarPhotovoltaicCell...........404
12.7.ElectricalOutputPropertiesoftheSolarPhotovoltaicCell......407
12.7.1.Maximumpowerdelivery....................407
12.7.2.Equivalentcircuits........................409
12.7.3.Loadlinesinthecurrent{voltageplane............410
12.7.4.Arraysofsolarphotovoltaiccells................411
12.7.5.Eectoftemperatureonsolarcelloperation.........412
12.8.ApplicationsofPhotovoltaicCells....................413
12.9.TheFutureChallengeforPhotovoltaics.................419
12.10.WorkedExamples.............................420
12.11.ProblemsandReviewQuestions.....................426
References......................................428

24. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
xxiiContents
CHAPTER 13BIOLOGICAL ENERGYAND
CHEMICAL ENERGY 429
13.1.BiomassandBiofuels...........................429
13.1.1.Naturalvegetation........................429
13.1.2.Energytreeplantations.....................430
13.1.3.Specicenergycrops.......................430
13.1.4.Useofwastes...........................431
13.1.5.Water-basedbiomass......................431
13.2.Photosynthesis...............................432
13.3.MethodsofIndustrialBiomassConversion...............434
13.3.1.Combustion...........................434
13.3.2.Pyrolysis.............................436
13.3.3.Gasicationofbiomass.....................436
13.3.4.Liquidandgaseousfuelsfrombiomass.............437
13.3.4.1.Chemicalreduction..................437
13.3.4.2.Aerobic(alcoholic)fermentation...........437
13.3.4.3.Anaerobicdigestiontoproducebiogas.......438
13.4.WoodasaFuel..............................438
13.5.EnergyfromWastes............................442
13.5.1.Solidwastedisposalinlandllsites..............443
13.5.2.Solidwastedisposalusingmunicipal
incinerators(combustors)....................446
13.5.3.Workedexamplesonsolidwasteincineration.........448
13.5.4.Liquidandgaseouswastes...................449
13.6.TheFuelCell...............................449
13.7.ProblemsandReviewQuestions.....................451
References......................................452
CHAPTER 14THEENERGYFUTURE 455
14.1.TheEnergyProblems...........................455
14.2.AnEnergyStrategy............................456
14.3.TheLong-TermEnergyFuture......................457
14.3.1.Nuclearssionusingbreederreactors.............458
14.3.2.Solarenergy...........................458
14.3.3.Controlledthermonuclearfusion................459
14.3.4.Geothermalenergy[4]......................459
14.4.WhatShallWeDoWhentheOilRunsOut?..............460
References......................................460
ANSWERS 461
Index 483

25. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
CHAPTER 1
ENERGYANDPOWER
Energyisthecapacityorcapabilitytodowork.Allmaterialspossessenergy,
becausetheycanallbeutilisedinsomeformofenergyconversionprocess.For
example,mostsubstanceswillburnorvaporise,andtheconsequentheatenergy
canbeharnessedwithinmechanicalenergysystemsthatcreatemotionagainst
someformofmechanicalresistance.
Energycantakeseveralforms,asclassiedinTable1.1.Massormatterisa
formofhighlyconcentratedenergy.Someformsofmattercanbeutilisedinnuclear
energyapplications,asdiscussedinChapter8.
Table1.1.Formsofenergy.
biofuels(e.g.wood)mass
chemical mechanical{kinetic
electrical mechanical{potential
gravitational nuclear
heat(thermal) radiation
magnetic sound
1.1.EnergyConversion
Themanyapplicationsoftheuseofenergyusuallyinvolvetransformationsbetween
dierentformsofenergy|aprocessknownasenergyconversion.Anyconversion
betweendierentenergyformsisimperfectinthatsomeoftheenergyhastobe
usedtofacilitatetheconversionprocess.Theconvertedenergyoutputislowerthan
theenergyinputandthisfeatureisusuallydescribedastheconversioneciency.
Figure1.1illustratesthelargerangeofvariationofenergyconversioneciencies,
fromverylargeelectricitygenerators(mechanicaltoelectricalconverters)which
canoperatecontinuouslyatabout99%eciencytotheincandescentelectriclamp
(electricaltoradiantconverter)whichisonlyafewpercentecient[1].Some
well-knownenergyconversionprocessesinvolvetwosuccessivestages.Anexample
1

26. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
2EnergyStudies
Fig.1.1.Ecienciesofenergyconverters(basedon[1]).

27. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
EnergyandPower3
isthemotorcarengineinwhichchemicalenergyintheformofoilorpetrol(gaso-
line)isconvertedtoheatandthentorotationalenergy.
1.2.MechanicalEnergy
ThewidelyusedLawsofMotionforbodiesofconstantmassweredevelopedby
theEnglishscientistIsaacNewtoninthe17
th
century.Itisnowknownthatin
extremecasesNewton'sLawsareinsucient|forverysmallmassesquantum
mechanicsmustbeemployed;withveryhighspeeds,Einstein'stheoryofspecial
relativitybecomesrelevant;withverylargemasses,theconceptsofspaceandtime
aremodiedbythetheoryofgeneralrelativity.Nevertheless,forgeneralconductof
lifeonearthusingrealisticsizesandtimespans,theworkofNewtonremainsvalid.
1.2.1.Linearmotion
WhenaconstantforceFisappliedtoanobjectandcausesittomovethrougha
distancexinthedirectionoftheforce,thentheworkdoneWisequaltotheenergy
expended:
W=Fx (1.1)
In(1.1),iftheforceisinnewtons(N)andthedistanceinmetres(m),theworkor
energyWhastheunitofjoules(J)ornewton-metres(Nm).
Ifabodyofmassmmovesinastraightlinewithalinearvelocityvwhichis
thetimerateofchangeofitsposition,
v=
dx
dt
forsmallchangesofx
v=
x
t
forlargechangesofx
(1.2)
Ifabodyofmassmmovinginastraightlineissubjectedtochangesofvelocity,
therateofchangeofthevelocitywithtimeisknownastheaccelerationa:
a=
dv
dt
=
d
dt

dx
dt

=
d
2
x
dt
2
(1.3)
InS.I.units,mostlyusedinthisbook,thevelocityismeasuredinmetres/sec
(m/s)andtheaccelerationinmetres/sec/secormetres/sec
2
(m/s
2
).
WhenaforceFisappliedtoabodyofconstantmassmandcausesthelinear
velocityvtochange,theresultingaccelerationcanbeshownexperimentallytobe
proportionaltotheappliedforce:
F=ma=m
dv
dt
=m
d
2
x
dt
2
=mv
dv
dx
(1.4)

28. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
4EnergyStudies
Equation(1.4)issometimesreferredtoasNewton'sSecondLawofMotion.
Massmmaybecombinedwithvelocityvtodeneanimportantphysicalprop-
ertyknownasthemomentum:
LinearMomentum=mv=m
dx
dt
(1.5)
Comparisonof(1.4)and(1.5)showsthat
Force=timerateofchangeoflinearmomentum
F=m
dv
dt
=
d
dt
(mv)
(1.6)
Equation(1.6)showsthatmomentumhasthedimensionofforcetimeormass
velocity.
Amassmpossessesenergyoftwokinds,knownaspotentialenergy,associated
withitsposition,andkineticenergy,associatedwithitsmotion.Thegravitational
potentialenergyofabodyofmassm,atheighthaboveadatumplane,isgivenby
WPE=mgh (1.7)
wheregisthegravitationalaccelerationconstant,ofvalueg=9:81m/s
2
.Ifthe
massmisinkilogrammesandheighthisinmetres,thepotentialenergyWPEisin
joules.
Whileamassmisinlinearmotionataconstantvelocityv,thekineticenergy
WKEassociatedwiththemotionis
WKE=
1
2
mv
2
(1.8)
Itcanbeseenfrom(1.8)thatthederivativeofkineticenergyWKEwithrespectto
velocitygivesthemomentum
dWKE
dv
=mv (1.9)
Bothkineticenergyandmomentum,likemass,satisfyimportantconservation
rules.InthisbookthemostrelevantruleisthePrincipleofConservationofEnergy,
whichstatesthat\inanyphysicalsystemthetotalenergyremainsconstant|
energymaybeconvertedtoadierentform,itmaybewasted,butitcannotbe
destroyed".WhenamassminlinearmotionisacteduponbyaforceF,then,in
movingbetweentwolocations:
force
distance
moved
=
workdoneon
oragainstthe
mass
=
changeofkinetic
energybetween
thetwolocations
(1.10)

29. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
EnergyandPower5
Example1.1
Amassminitiallyrestsonaledgeatheighthmetresabovegroundlevel,which
isthedatumplane.Denetheconditionsofvelocity,kineticenergyandpotential
energy(i)initially,(ii)asthemassfallstoground,(ii)nallyafterthemasscomes
torest.
(i) Withthemassatrest,itsinitialvelocityviiszeroandthereforesoareits
initialmomentumandkineticenergy.Itstotalenergyisthenthepotential
energygivenby(1.7),illustratedinFig.1.2.
(ii)Asthemassfallstothegrounditpossessesaninstantaneousvelocityv
0
,
initiallyzeroandincreasinguniformlyduetogravitationalacceleration.Its
nalvelocitybecomeszeroonimpactwiththeground.Atanyarbitrary
heighth
0
duringthefall,themasspossessesbothpotentialenergymgh
0
and
kineticenergy
1
2
mv
02
,whichsumtotheinitialenergymgh.Afterstriking
thegroundthenalvelocityvfiszero,themomentumofthemotionis
transferredtothegroundandthekineticenergyisconvertedtolocalheat
andsoundduetoimpact.Sincethegroundlevelisthedatumplane,the
potentialenergyafterimpactisalsozerohere.
m
m
v9
m ground
(a)
W
PE=mgh
W
KE=0
v
i=0
W
PE=mgh9
W
KE= mv9
2
v=v9
W
PE=0
W
KE=0
v
f=0
(b) (c)
(datum!plane)
h9
h
Fig.1.2.Massfallingfreelyundergravity.

30. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
6EnergyStudies
1.2.2.Rotationalmotion
Mostenergyconversionprocessesinvolvingmechanicalenergyincorporaterota-
tionaldevices.Forexample,electromechanicalenergyconvertersuserotorsthat
havetheformofsolidcylinders,Fig.1.3(a).Petrolenginesanddieselenginesusu-
allyincorporateywheels,Fig.1.3(b).Therotorofawaterorgasturbinealsohas
thenatureofanon-uniformywheel.
Toillustratesomeoftheprinciplesofrotationalmotion,theexampleusedis
thatofaconcentratedmassmincircularmotionatradiusraboutaxedcen-
trepoint,Fig.1.4.Themotionischaracterisedbytheangularvelocity!in
radians/sec(rad/s)andtheinstantaneoustangentialvelocityvofthemassin
metres/sec(m/s),where
v=!r (1.11)
Acentripetalforceactingradiallyinwardsisrequiredtokeepthemassmovingin
acircleandisprovidedalongthetierod.Withrotationalmotion,theexternally
appliedforceFactingtangentiallyonthemass(througharigidtie-rod),Fig.1.4,
timestheradiusriscalledthetorqueT,whichactsasarotationproducingforce:
T=Fr=F
v
!
(1.12)
Torqueismeasuredinnewton-metres(Nm)andisaveryimportantpropertyof
rotatingenergyconverters.Thetangentialorlinearaccelerationofthemassmis
given,from(1.11),by
a=
dv
dt
=r
d!
dt
(1.13)
Combining(1.12)and(1.13)leadsto
T=Fr
=mar
=m
dv
dt
r
)T=mr
2
d!
dt
=mr
2
(1.14)
In(1.14)thetermistheangularaccelerationinrad/s
2
.Thequantitymr
2
in
(1.14)isknownasthepolarmomentofinertiaJandisanimportantphysical
propertyinrotationalstructures,havingthedimensionkgm
2
.
J=mr
2
=[mass][radiusofgyration]
2
(1.15)
Expression(1.15)istruedirectlyfortheywheelandcylinderofFig.1.3.Formore
complicatedstructureswithdistributed,non-uniformmass,theeectiveradiusof
gyrationismorecomplicatedbuttherelationship(1.15)isstillvalidinprinciple.

31. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
EnergyandPower7
r
x
(a)
r
x
(b)
Fig.1.3.Structureofsomemechanicalenergyconverters.(a)Electricmotororgenerator(b)
Flywheel(internalcombustionengine).
Path of
the mass
Tension force
m
x, a
v, a, F
r
Fig.1.4.Massrotatinginahorizontalcircle.
Thepropertiesof(1.14)and(1.15)canbesummarisedas
T=J=J
d!
dt
(1.16)
whichisdirectlyanalogousto(1.14)forlinearmotion.

32. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
8EnergyStudies
Thekineticenergyassociatedwithrotationalmotioncanbeobtainedbyincor-
porating(1.11)into(1.8),using(1.15):
WKE=
1
2
mv
2
=
1
2
mr
2
!
2
)WKE=
1
2
J!
2
(1.17)
WhenJisinkgm
2
and!inrad/s,theenergyofmotion,whichisalsothework
doneontherotatingmass,hasthedimensionofjoules(J)orwatt-seconds(Ws).
Example1.2
Asolidmassmrotatesaroundaxedcentrepointatradiusrwithconstantangular
velocity!.ShowthattheforceFwhichimpelsthemotionisproportionaltothe
timerateofchangeofangularmomentum.
InFig.1.4thetangentialforcewhichcausestherotationandmaintainsitis
givenby
F=ma
=m
dv
dt
Forconstantmass,therefore,
F=
d
dt
(mv)
=timerateofchangetangentialmomentum;mv
=
d
dt
(m!r)=r
d
dt
(m!)
=[r][timerateofchangeofangularmomentum]
Example1.3
Therotorofanelectricmotorhasapolarmomentofinertiaof10kgm
2
androtates
atasteadyspeedof1800revolutionsperminute(rpm).Calculatethekineticenergy
ofthemotion.
J=10kgm
2
.
Theangularvelocityisgiveninrpmandmustbeconvertedtothecorresponding
S.I.unitofradians/sec.

33. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
EnergyandPower9
1800rpm=
1800
60
rev=s
=
1800
60
2rad=s
=6rad=s
Thekineticenergy,from(1.17),is
WKE=
1
2
J!
2
=
1
2
10(6)
2
=2418joules
Thisvaluealsorepresentstheworkthatwasdoneinrotatingthemotorfromrest
toitssteadyspeed.
1.3.ElectricalEnergy
Electricalenergyistheuniversalcleanformofenergythatismostused.Itis,
however,asecondaryformofenergythathastobeobtainedbytheuseofaprimary
fuelsuchascoaloroil.Becauseofthegreatimportanceofelectricalenergyitis
thesubjectofaseparatesection,inChapter3.
1.4.ChemicalEnergy
Chemicalenergymaybeassociatedwithchemicalreactions,combustionengines,
rockets,electricalcellsandbatteries,heatingfromboilers,etc.Theenergyisusually
storedwithinmaterialsandisreleasedbycombustion.Someaspectsofchemical
energystoragearecoveredinChapter7.
1.5.NuclearEnergy
Theenergystoredwithinanatomicnucleusismanifested,forcertainchemical
elements,byradioactivedecay.Energycanbemadeavailablebytheprocessesof
nuclearssionandnuclearfusion,discussedinChapter8.
1.6.ThermalEnergy
Heat(thermal)energyissoimportantafeatureofenergyconversionsystemsand
incorporatessomanyvitalphysicalprinciplesthatitistreatedinamajorsection
immediatelybelow.

34. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
10EnergyStudies
1.7.ThermodynamicsandHeatEnergy
1.7.1.Quantityofheat
Heatisaformofenergy.Ithasthecapacitytodoworkdirectlyasthermalwarming
orbyconversiontootherenergyforms,mainlymechanical.Thequantityofheat
involvedinaprocesscanbemeasuredbysomeeectwhichaccompaniestheprocess.
TraditionalunitsofmeasurementforthequantityofheatQarethecalorie(incgs
units)andtheBritishthermalunitorBTU(fpsunits).
1calorieistheamountofheattoraise1gramme(1g)ofwaterthrough1

C.
1BTUistheamountofheattoraise1pound(1lb)ofwaterthrough1

F.
Notethatheatisnotthesameastemperature.ThequantityofheatQisameasure
oftheenergycapacitywhereastemperatureTisameasureofthehotness.
Theamountofheatenergyrequiredtoraisethetemperatureofaparticular
massofmaterialthroughaspeciedtemperaturerangeisacharacteristicproperty
ofthematerial.Inparticular,thespecicheatcapacityistheheatcapacityper
unitmass,andismeasuredincals/g-centigradeorBTU/lb-fahrenheit.Wateristhe
standardmaterial,havingaspecicheatcapacityof1cal/g

Cor1000cals/kg

C
or1BTU/lb

F.Itiscommontouseadimensionlesspropertyknownasspecic
heat(SH),
SH=
specicheatcapacityofamaterial
specicheatcapacityofwater
(1.18)
Water,therefore,hasthevalueSH=1.
Amassmofmaterialraisedthroughatemperaturedierence(T2T1)possesses
aquantityofheatenergyQwhere
Q=[heatcapacityofthebody][temperaturedierence]
or
Q=mSH(T2T1)
(1.19)
In(1.19),Qhasthedimensionofmasstemperature.
1.7.2.Mechanicalequivalentofheat
Mechanicalenergyisexpressedinunitsofergs(cgssystem),ftlb(fpssystem)
orjoules(S.I.system).Theequivalencebetweenmechanicalenergyunitsandheat
energyhastobedeterminedbyexperiment.Thisequivalencehastheinternationally
agreedvalue,formerlyknownasthe\mechanicalequivalentofheat",
1g-calorie4:186joules
1BTU7718:26ftlb

35. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
EnergyandPower11
252g-cal
1054:7joules
Slightapproximationoftheaboveguresisoftenpermittedsothattheenergyor
workWinjoulesisgivenby
W=4:2Q ifQisincalories
=1055QifQisinBTUs
(1.20)
Awell-knownenergyconversionprocessincorporatingaheat-to-workstageis
electricitygeneration,illustratedinFig.1.5.Chemicalenergyinthesolidfuelis
releasedbycombustionandusedtoboilwaterinaclosed-cyclesystemthatis
thermallyinsulatedtoreduceheatloss.Energyintheformofpressurisedsteam
rotatesthebladesofasteamturbine.Afterimpartingmuchofitsenergytothe
turbine,thesteamcondensesbackintohotwaterthatneedstobeforce-cooledfrom
somelargeexternalsourceofcoolingwatersuchasasea,lakeorriver.Rotational
mechanicalenergyistransferredfromtheturbinetotheelectricgenerator.Amore
detailedconsiderationofelectricitygenerationisgiveninChapter3.
Theconversionofheatenergyintomechanicalworkalsotakesplaceinpetrol
engines,dieselengines,jetengines,gasturbinesandrocketmotors.Thesemayall
begroupedunderthetitleof\heatengines".Energyconversionofthisformis
restrictedinscopeandeciencybycertainnaturallawsandlimitationsembodied
inaformulationcalledthelawsofthermodynamics.
1.7.3.Therstlawofthermodynamics
WhenthePrincipleofConservationofEnergyisappliedtoaheat{workconversion
process,itbecomesknownastherstlawofthermodynamicsandcanbestated
thus:
Inanisolated,enclosedheat{worksystemthetotalenergyremains
constant.
Anexpandedstatementoftherstlawis
Thechangeofinternalenergyofasystemisequaltothenetheat
energyinput(Q)minusthenetexternalworkdone(W).
Inequationform
netheatenergy
supplied

networkdoneby
thesystem
=
changein
storedenergy
or
QW=
nalstored
energy

initialstored
energy
(1.21)

36. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
12EnergyStudies
Fig.1.5.Basicformofaheat{worksystemforelectricitygeneration(basedonanideainDorf[2]).

37. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
EnergyandPower13
Eveniftheoperatinglevelofthesystemchanges(e.g.itoperatesatsayahigher
levelofheatinputandconsequenthigherworkdone),thequantity(QW)remains
constant.Therstlawstates,ineect,thatnotmorethan4.186joulesofmechan-
icalenergycanbeobtainedfrom1g-calorieofsuitablyheatedmaterialirrespective
oftheenergyconversionprocess.Itissignicantthattherstlawdoesnotdescribe
anychangesthatmayoccurinthequalityofthestoredenergynorinitscapacity
todowork.
1.7.4.Thesecondlawofthermodynamics
Theheatenergycontainedwithinabodyvariesdirectlywithitstemperature,as
impliedin(1.19).Theprocessofcoolingimpliesareductionofenergy.Heatalways
owsspontaneouslyfromabodyofhighertemperaturetoabodyoflowertempera-
tureinanattempttoobtainathermalenergyequilibriumofuniformtemperature.
Therecanbenospontaneousowofheatenergyfromacoolerbodytoahotter
body|thiswouldbeanalogoustowaterspontaneouslyowinguphill.
Aheattransferprocessisalwaysimperfect.Howeverwellthesystemisde-
signedandmaintained,someheatislosttothesurroundingsintheformofexhaust
gases,coolingliquidsorgases,conductionlossesduetoatemperatureriseinpipes,
convectiontotheambientair,radiationintothesurroundingspace,etc.
1.7.4.1.Idealheatengine
Eveninanidealheatenginecontainingnolossesordesignimperfections,there
wouldstillremainanimportantnaturallimitationofscope.Thisisexpressedin
oneofseveralpossibleformulationsoftheimportantphysicalprincipleknownas
thesecondlawofthermodynamics:
Acyclicheat{workoperationneedstocontaintwothermalreser-
voirs.Evenanidealheatengineiscapableofconvertingonlypart
oftheinputheatenergyintowork.Theremainingheatenergymust
betransferredtoalowertemperaturereservoir.
Therstandsecondlawsofthermodynamicsareillustratedbyapplicationtoan
idealheatengineinFig.1.6.
Ifthereisnostoredenergy,thenfromtherstlawstatementof(1.21),
QHQL=W (1.22)
Now,theenergyeciencyofanyconverteristheratiooftheenergyoutputto
theenergyinput.Inthecaseofaheat{workconvertertheoutputenergyisequal
tothemechanicalworkdone:
=
workoutput
workinput
=
W
QH
=1
QL
QH
(1.23)

38. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
14EnergyStudies
High temperature
source
T
H
Q
H
Q
L
Low temperature
sink
T
L
Heat
engine
External
work
W=Q
H
–Q
L
High temperature
sink
T
H
Q
H
Q
L
Low temperature
source
T
L
(a) Ideal heat engine (b) Ideal heat pump
or refrigerator
Reverse
External
work
W
heat
engine
Fig.1.6.Schematicfunctionofanidealheatengine.
Itcanbeseenfrom(1.23)andFig.1.6(a)thatthemostecientheatenginewill
beaforminwhichQHandTHareashighaspossibleandQLandTLareaslow
aspossible.ButitisimportanttonotethatQLandTLcannotbereducedtozero,
whichwouldrepresent100%eciency.CyclicinterchangebetweenQHandWin
Fig.1.6(a),withQL=0,wouldthenconstituteaformofperpetualmotionmachine
whichthelawsofthermodynamicsdeclaretobeimpossible.
In1824ayoungFrenchengineercalledSadiCarnotdeducedthatanidealheat
enginewouldhaveatheoreticalmaximumeciencythathascometobeknownas
theCarnoteciency,
Carn,

Carn=1
TL
TH
(1.24)
In(1.24),TLandTHareabsolutetemperaturesmeasuredfromtheabsolutemin-
imumtemperature273

C,inunitsknownasKelvin(K).Thetwoexpressions,
(1.23)and(1.24),canbelinkedviathepropertyofentropy,whichisdiscussedin
Sec.1.8below.
1.7.4.2.Practicalheatengine
Apracticalformofheatenginedoesnotrealiseaworkingeciencyanywherenear
totheleveloftheCarnoteciency.TheeciencydiagramofFig.1.1showsthat

39. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
EnergyandPower15
automobilepetrolengineshaveworkingecienciesofabout25%,dieselenginesand
gasturbinesabout35%andsteamturbinesabout45%.Thismeansthatalotof
energyiswasted(notdestroyed!)andalotofthermalpollutioniscreated.The
mostecientenginesonlyachieveapracticaleciencyabouttwo-thirdsthatof
theCarnoteciency.
Thevariousenergyutilisationfeaturesofasolid-fuelelectricitygenerationplant,
referredtoinSec.1.7.2above,areillustratedinFig.1.5.Theenergyintothetur-
bine,11,194,000BTU,correspondstoQHinFig.1.6(a),butonly5,261,000BTU
isconvertedtomechanicalworkW.Theremainingheat,5,933,000BTU,corre-
spondstoQL.Thisheatenergyisdissipatedtotheenvironment,causingincreased
temperatureofthecoolantsourcewater.Inasteamenginethelowtemperature
sinkisoftenreferredtoasacondenser.
1.7.4.3.Idealreverseheatengine
Ifexternalworkisdoneontheengine(insteadofbyit),heatenergycanbeextracted
fromthelowtemperaturesourceandinjectedintothehightemperaturereservoir,
Fig.1.6(b).Thebest-knownexampleofthisisthedomesticrefrigerator,Fig.1.7,
inwhichheatisextractedfromthefoodinsideandexpelledintothekitchen.Ina
refrigeratorthereverseheatengineconvertstheelectrical(orgas)inputenergyinto
thermalenergy.Therefrigeratormechanismofpump,coolantpipesandcoolant
chemical(liquidorgas)actsasaheatpump.
Inanidealreverseheatengine,Fig.1.6(b),
QH=W+QL (1.25)
IntherefrigeratorofFig.1.7heatenergyisextractedfromtherefrigeratorcontents
atatimeratedQL=dt.Additionalenergyentersfromtheelectricalsupplyata
timeratePandenergyisexpelledintothesurroundingsataratedQH=dt.The
conservationlaw(1.25)issatisedbyatimerateequation
dQH
dt

dQL
dt
=
dW
dt
=P (1.26)
Foranyidealheatengineorreverseheatengine,itcanbeshownthat(1.32)below
istrue.Combining(1.26)and(1.32)givesarelationshipforthenecessaryinput
powerPintermsoftemperatures:
P
dQL
dt

TH
TL
1

(1.27)
Equation(1.27)istrueforallrefrigeratorsystemsregardlessoftheirsizeormode
ofoperation[3].

40. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
16EnergyStudies
Fig.1.7.Thermalactionofarefrigerator[3].
1.7.5.Workedexamplesonthermodynamicsandheatenergy
Example1.4
Amassofmaterialm1ofspecicheatSH1,attemperatureT1,ismixedwithamass
ofuidm2ofspecicheatSH2attemperatureT2.Expressthenaltemperature
ofthemixtureintermsofitsconstituentparts.
LetthenaltemperatureofthemixturebeTf.
AssumethatT1>T2,sothatT2TfT1.
Heatlostbymassm1is
Q1=m1SH1(T1Tf) (a)
Heatgainedbymassm2is
Q2=m2SH2(T2Tf) (b)
Assumingthatthemixingisthermallyidealandnoheatislost,then
Q1=Q2 (c)
Combining(a),(b)and(c)gives
Tf=
m1SH1T1+m2SH2T2
m1SH1+m2SH2

41. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
EnergyandPower17
Example1.5
Inthesteamboiler{electricalplantofFig.1.5,whatarethemechanicalandelec-
tricalequivalentsofthethermalenergyimpartedtothecoolingwater?
Thermalenergyrejected
intothecoolantwater
=Q=5933000BTU
From(1.20),
W=1055Q
Mechanicalenergyequivalent
ofthethermalenergy
=10555933000
=6259MJ
Now1joule=1wattsecond,sothat
Electricalenergyequivalent
ofthethermalenergy
=6259MWs
=
6259
3600
=1:739MWh
Example1.6
Athermalsystemhasaninitialinternalenergyof50kJ.Networkisdoneonthe
systemofenergyvalue100kJ,afterwhichthenalinternalenergyisfoundtobe
75kJ.Calculatethenetheattransfertothesystem.
From(1.21),foralosslesssystem,
QW=nalstoredenergy|initialstoredenergy
QW=7550=25kJ
Now,in(1.21),thetermWrepresentsworkdonebythesystem.Inthepresent
caseworkisdoneonthesystem(i.e.Wisanenergyinput)andtherefore
W=100kJ
Q(100)=25kJ
Q=25100=75kJ
Inordertoachieveanewenergybalance,accordingtothePrincipleofConservation
ofEnergy,theheattransferisnegative(i.e.heatenergymusthavebeenremoved
fromthesystem).

42. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
18EnergyStudies
Example1.7
Ahightemperatureuidat600

Cistransferredviaamechanicalworkconverter
toalowertemperature(condenser)sinkat100

C.Iftheuidhasaninitialheat
energyof250MJ,(a)whatisthemaximumtheoreticaleciencyofmechanical
conversion,and(b)whatisthemaximumtheoreticalworkoutput?
TH=600

C=600+273=873K
TL=100

C=100+273=373K
(a)ThemaximumorCarnoteciencyofmechanicalconversionis,from(1.24),

Carn=1
TL
TH
=1
373
873
=10:427=0:573or57:3%
(b)From(1.23),
=
W
QH
sothat
W=QH
=0:573250=143:25MJ
Example1.8
Adomesticrefrigeratorhasafreezercompartmentwithitstemperaturesetat
20

F.Theroomtemperatureis70

F.Whatistheminimumexternalenergyinput
requirementifittakes40kcalofheatextractiontofreezeatrayoficecubes?
SincezeroKelvin=273:15

C,
TH=70

F=21:1

C=294:25K
TL=20

F=6:7

C=266:3K
QL=40kcal404:18=167:2kJ
Integratingbothsidesof(1.27),
Z
Pdt
Z
dQL

TH
TL
1

Win=PtQL

TH
TL
1

43. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
EnergyandPower19
Win167:2

294:25
266:3
1

kJ
167:2[1:1051]kJ
17:56kJ=17:56kWs
Thetotal\load"ontherefrigerator,tofreezethefreezercompartmentandtocool
themainspace,ismanytimestheabovevalue.
Therateofheatextractionfromafreezercompartmentislikelytobeofthe
order1{3kcal/min.Ifthismachineextractsheatat(say)2kcal/min,itwilltake
17.52/2or8.76mintofreezethewater.
1.8.Entropy
1.8.1.Entropyinheatworksystems
Thesecondlawofthermodynamicshasbasicandprofoundscienticimplications
farbeyondthatofheat{workinterchangeinheatengines.Itcanbeinterpretedin
termsoftheprobabilityofmoleculararrangementinamaterialorintermsofthe
natureofspontaneouschangeinmaterialsandsystems[3].
Inanyisolatedphysicalsystemthedirectionofspontaneouschangeisalways
frommolecularordertodisorder.Acontainerofhotwater,forexample,undergoes
spontaneouscoolingastheenergyofmotionofitsmicroscopicparticlesdecreases.
Themolecularchangeisfromaconditionofhigherordertoaconditionoflesser
order|whatmathematiciansnowdescribeasgreaterchaos.Thesamechangeis,
conversely,fromaconditionoflesserprobabilityofarrangementtoaconditionof
greaterprobabilityofarrangement.
Entropyisaconcept,notaphysicalproperty.Itisameasureoftheextentof
disorderinasystemoroftheprobabilityofthearrangementofpartsofasystem.
Greaterprobabilityimpliesgreaterdisorderandhigherentropy.Lesserprobability
implieslesserdisorder(moreorder)andlessentropy.Theentropyisusuallydenoted
bythesymbolSandwasdenedin1865bytheGermanphysicistClausius,
dS=
dQ
T
(1.28)
Equation(1.28)denesasmallchangeofentropyofasystemdSbetweenequilib-
riumstatesasthechangeofheatenergydQdividedbyitsabsolutetemperature
T.Itisseenthatentropyhasthedimensionheatenergy/temperaturewiththe
unitofjoules/Kelvin(J/K)inS.I.units.Becausethenaturaltendencyofchange
ofphysicalsystemsisalwaystowardsgreaterdisorder(morechaos),thesecondlaw
ofthermodynamicscanbeexpressedintermsofentropy:
Theentropyofanisolatedsystemspontaneouslyincreasesorre-
mainsthesame.

44. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
20EnergyStudies
Foraheat{worksystemtheentropyrepresentstheamountofenergythatcannot
betransformedintomechanicalwork.
Inmathematicaltermsthesecondlawcanbewrittenas
dS0 (1.29)
Foraniteandmeasurableheatow,theentropycanbeobtainedbyintegrating
(1.28).
Z
dS=
Z
dQ
T
(1.30)
EntropyincreasesforheatgainwhendQispositive,butdecreasesforheatloss
whendQisthennegative.
Alternativelyto(1.28),itispossibletodeneentropyintermsofthenatural
logarithmofthemathematicalprobability,butthisaspectisnotpursuedhere.
IntheidealheatengineofFig.1.6(a)theentropyowisnegativefromthe
hightemperaturesourceSH=QH=THandpositiveintothelowtemperaturesink
SL=QL=TL.Thechangeofentropy
R
dSistherefore
Z
dS=SH+SL
=
QL
TL

QH
TH
(1.31)
SincedS0,(1.31)canberearrangedas
QL
QH

TL
TH
(1.32)
Equation(1.32)canbecombinedwiththelawsofthermodynamicsforanideal
system(1.23)togivethethermodynamiceciency.
=
W
QH
=1
QL
QH


1
TL
TH

(1.33)
Themaximumtheoreticaleciencydeducedbyreasoningbasedonentropyfrom
(1.33)isthereforethat
max
=1TL=TH,whichisequaltotheCarnoteciency
of(1.24).
1.8.2.Entropyonacosmicscale
Sinceenergyalwaysowsinsuchadirectionastomaketheentropy(disorder)in-
crease,dierentformsofcosmologicalenergycanbearrangedinincreasingentropy
order.Thereisnoassociatedtemperatureforgravitationalenergyorforplanetary
rotationandorbitalmotionsothattheentropyiszero.Chemicalreactionshaveen-
tropiesoftheorder1{10inverseelectronvolts.Thecosmicmicrowavebackground

45. September19,200317:5 WSPC/Energy Studies(2ndEdition) bk02-013
EnergyandPower21
radiationistheultimateheatenergysinkwithentropy10
4
inverseelectronvolts|
nofurtherenergydegradationorconversionispossible[1].
Thestructureoftheuniverseisnotinherentlystable.Itpossessesasuccession
ofquantitativefeatures,suchasthevaluesofanumberofphysicalconstants,which
eectivelyarrestthenormalprocessesofenergydegradationfavouredbythermo-
dynamics.Forexample,themainenergyowisassociatedwiththegravitational
contractionofverylargemasseswhichconvertstheenergyreleasedintoheat,light
andmotion.Gravitationalenergyremains,after15billionyearsofcosmicevolution,
aspredominantinqualityandquantity.Thisisinapparentcontradictiontothefact
thatlargemassesareunstableagainstgravitationalcollapse.Thereisnoagreed
scienticexplanationformanyparadoxicalquestionswithregardtothestructure
andphysicaloperationoftheuniverse.
1.9.Power
PowerPisthetimerateofdoingworkorofexpendingenergyandthereforehas
thedimensionofenergy(orwork)dividedbytime.
P=
dW
dt
forsmallincrementsoftime
Piscalledtheinstantaneouspower
P=
W
t
forlargerincrementsoftime
Piscalledtheaveragepower
(1.34)
InS.I.unitstheunitofpoweristhejoulepersecond(J/s),whichiscalledthe
watt(W).Forpracticalpurposesitisoftenconvenienttousethekilowatt(kW)
ormegawatt(MW).Powerinwattsisnotconcernedexclusivelywithelectrical
engineering.Thepowerratingsinwattsofvariousanimalsormanufactureddevices
aregivenonalogarithmicscaleinFig.1.8[2],whichhastobereadcarefully.For
example,theinstalledelectricitygenerationcapacitiesintheUSAandUKareclose
togetheronthescalebutdierinmagnitudebyafactoroften!
IntermsofhumanperceptionitmaysometimesbehelpfultousetheoldBritish
powerunitofhorsepower(HP).
1horsepower(HP)746W (1.35)
Energyconverterswithamechanicaloutput,suchascombustionengines,tendto
beratedinhorsepowerandtherelativepowerratingscanbejudgedfromthesize
(andsometimesnoise)oftheirengines.InFig.1.8theautomobile,forexample,is
shownashavingapowerratingofabout0:310
6
W,whichisroughly400HP.
Itisimportanttoclearlydistinguishbetweenpowerandenergy.Inparticular,
itisessentialtoavoidacommonlaypracticeofusingthetermsinterchangeably.

46. Exploring the Variety of Random
Documents with Different Content

47. saarnaamaan. Hän oli partasuu mies, jonka kasvot loistivat melkein
kiihkoa, jahänen vyötäisillään riippui risti ja helminauha. Hän puhui
heidän köyhyydestään, heidän kadotetuista omaisistaan, heidän
kärsimyksistään, tästä synkästä ajasta, jota he saivat kokea, ja
kuinka olirukoiltava valtiollisissa vaikeuksissa. Äänettömyys oli
täydellinen kuulijakunnassa, mutta kun pappi sanoi, että Jumala on
lähettänyt heille nämä kärsimykset heidän syntiensä tähden ja että
heidän täytyy tunnustaa syntinsä, joista pyhä äiti, kirkko, voi pelastaa
heidät,silloin syntyi hiljainen hyminä kuulijain kesken.
Rivi rippituoleja oli kirkon kummassakin sivu-osassa, ja kun
saarnaaja kertoi Vapahtajan kärsimyksistä, Hänen tuskastaan,
Hänen verestään, nousivat vaimot ja tytöt ääneen itkien ja menivät
toinen toisensa perästä tunnustamaan syntinsä. Heti kun joku oli
noussut pois, astui toinen sijaan, ja kukin näytti ripin jälkeen tyyneltä
ja rauhalliselta.
Hetken liikutus valtasi Roman kokonaan. Jospa hänkin voisi
tyhjentää sydämensä noin! Jos hän saattaisi päästä päiviensä
tuskista, öiden kärsimyksistä! Kulkiessaan erään rippituolin ohi oli
hän nähnyt papin siellä. Hänellä oli hellät, inhimilliset kasvot. Roma
oli nähnyt nejossakin ennen, ehkä paavin riemukulussa.
Sillä hetkellä eräs köyhä, huivipää tyttö, joka oli itkien polvistunut
rippituoliin, nousi siitä ylös loistavin silmin. Roma vapisi liikutuksesta.
Vastustamaton halu tunnustaa oli vallannut hänet. Hänen täytyi
tarttua kiinni istuimeen, sillä muuten hän olisi kaatunut. Sitten hän
äkillisen tunnelman valtaamana, jonkinmoisessa huumaustilassa ja
tuskin tietäen mitä teki, heittäytyi samalle paikalle, josta tyttö oli
noussut, ja sanoi sykkivin sydämin javapisevalla äänellä pienen
metalliristikon läpi:

48. »Isä, minä olen suuri syntinen — kuule minua, kuule minua!»
Hän ei voinut hengittääkään, ja papin rauhalliset kasvot katsoivat
noita hehkuvia poskia ja palavia silmiä.
»Odota, tyttäreni, älä kiihoitu liiaksi. Sano tunnustuksesi.»
Roma koetti puhua, mutta sanat tuskin kuuluivat:
»Minä tunnustan… tunnustan… en voi, isä.»
Nuuska putosi vanhan miehen hyppysistä.
»Etkö ole kristitty?»
»En ole kastettu, mutta minut on kasvatettu luostarissa, ja…»
»Sitten en voi kuulla tunnustustasi. Kaste on ovi kirkkoon, ja ilman
sitä…»
»Mutta minä olen suuressa tuskassa. Pyhän Neitsyen tähden,
kuule minua!
Oi, kuule minua, isä, kuule minua!»
Vaikka vanha pappi oli tottunut ihmissydämen kärsimyksiin, valtasi
hänet ääretön sääli, ja hän sanoi ystävällisellä, hellällä äänellä:
»Jatka, tyttäreni. En voi antaa sinulle synninpäästöä, koska etole
kirkon lapsi, mutta minä olen vanha mies ja jos voin auttaa
sieluparkaasi kantamaan taakkaansa, niin Jumala minua varjelkoon
työntämästä sinua pois.»
Kiihkein sanoin Roma kertoi tuskansa, peittämättä mitään,
lieventämättä mitään ja nimittämättä tai moittimatta ketään. Vihdoin

49. värisevä, nyyhkyttävä ääni taukosi ja syntyi hetken hiljaisuus, jolloin
äänet kirkossa tuntuivat tulevan kuin etäältä. Sitten lausui
ystävällinenääni ristikon takaa:
»Tyttäreni, sinä et ole tässä asiassa tehnyt syntiä eikä sinulla ole
mitään kaduttavaa. Se, että tuskat sinua vaivaavat, todistaa, että
sielusi on puhdas ja että elät yhteydessä Jumalan kanssa.
Hermostuminen ja huoli on heikontanut ruumiillista terveyttäsi, ja
siksi onluonnollista, että luulet tehneesi syntiä, vaikka et ole
tehnytkään. Seon suloinen ominaisuus useimmissa naisina, mutta
valitettavasti vain harvoissa miehissä! Synti ei ollut sinun syntisi,
mene siis kotiisirauhassa, ja Jumala sinua lohduttakoon.»
»Rakas isä… sinä olet niin hyvä, mutta oletko unohtanut…»
»Miehesikö? En! En voi sanoa, pitäisikö sinun kertoa hänelle vai
ei.Omasta puolestani olisin sitä vastaan, sillä miksi rasittaisin hänen
omaatuntoaan ja panisin alttiiksi perheen rauhan? Sinun tuskasi
siksi, että luonto itse tulee asian ilmaisemaan, on perustusta vailla ja
siis perkeleen kiusausta. Ne sinun tulee jättää. Mutta koska
avioliittosi on ainoastaan kirkollinen ja se toinen henkilö (menettelit
oikein, kun et sanonut hänen nimeään, lapseni) voi käyttää
hyväkseen olosuhteita erottaakseen teidät ja koska miehesi voisi
ikipäiviksi kadottaa luottamuksensa sinuun, jos tunnustuksesi tulee
liian myöhään, en osaa neuvoa, mikä olisi parasta turvallisuudellesi
ja mielesi rauhalle. Anna minun kysyä neuvoa viisaammalta. Anna
minun sanoa salaisuutesi korkealle henkilölle, ystävälliselle korvalle,
pyhimyksen sydämelle, vanhalle, pyhälle miehelle. Tule takaisin tai
sano minulle nimesi, jostahdot, ja jos tuolla pyhällä miehellä on
jotain sanomista sinulle, olen sen ilmoittava. Mene nyt kotiisi
rauhassa, tyttäreni, ja Jumalaottakoon sinut isälliseen syliinsä.»

50. Kun Roma nousi rippituolista, tunsi hän samaa kuin henkilö, joka
onpotenut kovaa tautia ja on paranemaan päin. Koko hänen
olemuksensa oliomituisesti muuttunut. Suuri paino oli pudonnut
pois, hänellä oli uusi sielu, ja hänen ruumiinsakin tuntui kevyeltä kuin
ilma.
Saarnaaja saarnasi vielä värisevällä äänellään, ja vaimot ja tytöt
itkivät vielä kun Roma astui pois kirkosta, mutta nyt hän kuuli kaiken
tuon kuin unessa. Vasta kun hän saapui porttikäytävälle ja sokea
kerjäläinen luetteli huolensa hänelle, hän heräsi lumouksesta. Niin
äkillinen ja salaperäinen oli tuo muutos, kun hän palasi taivaasta
maanpäälle.

51. XII.
Ensimmäisessä postissa aamulla »Sisar Angelica» sai kirjeen
Davido
Rossilta.
»Rakkaani! — Kirjeesi saapui onnellisesti ja tuotti minulle suurta
iloa ja ehkä hiukan suruakin. Paitsi sitä tuskaa, jota aina tunnen
ajatellessani kansaraukkaani, olin hiukan alakuloinen lukiessani
jotain rivien välistä. Teeskenteletkö sinä onnentunnetta minun
rohkeuttani ylläpitääksesi ja estääksesi minua syöksymästä sinun
luoksesi huolimatta kaikesta? Kerran sinä olet tuleva onnelliseksi,
armaani. Silloin saan taas kuulla hopeanheleän naurusi niinkuin
tuona suloisena päivänä Campagnalla. Odotahan vain! Me olemme
nuoria vielä, ja elämä on edessämme.
Rukoile puolestani, oma sydämeni, että kätteni työ onnistuisi.
Olen työssä yöt ja päivät. Kokouksia, toimikuntia, kirjeenvaihtoa
lakkaamatta. Suuria suunnitteluja on tekeillä, armas, ja kohta saat
kuulla kaikki. Olen ylpeä, että arvostelin oikein sinun luonteesi
siveellistä voimaa ja että on mahdollista sanoa sinulle kaikki.

52. Olemme määränneet keskustoimikunnan ja järjestäneet
yhdistyksemme. Kaikki ovat yhtä mieltä minun kanssani siitä, että
yhteistoiminta onvälttämätön. Eurooppa näyttää olevan kypsynyt
täydelliseen muutokseen, mutta ensimmäinen suuri työ on
toimitettava Roomassa. Minä saan kehoituksia kaikkialta. Kansojen
veljellinen yhdistyminen jatkuu jatkumistaan. Voima, joka on
suurempi raakuuden voimaa, leviää yli maailman.
Toisaalta lukemattomat miehet, jotka elävät ristiriidasta, koettavat
tukahduttaa luonnon ja Jumalan äänen. Kirkkokin koettaa jakaa
ihmiskuntaa. Kirjeestäsi päättäen sitä koetetaan tehdä taas
Roomassa. Se on vaarallista. Pappi-raukkoja kiusataan molemmilta
puolin. Toisaalta vallanpitäjät vaativat heitä puoltamaan heidän
valtaansa, olkoonpa se kuinka huono tahansa, ja toisaalta kirkko
vaatii heitä puoltamaan sen ajallisia oikeuksia. Liitän tähän
julistuksen papeille. Ehkä saat vanhan Albert Pellegrinon sen
painattajaksi ja levittäjäksi, kuten edelliselläkin kerralla. Jumala
suokoon, että siitä olisi apua!
Bruno-raukka! Olet epäilemättä oikeassa otaksuessasi, että
häntä kiusataan, jotta hänet saataisiin pettämään minut. En ole
huolissani ainoastaan itseni tähden. Minulle olisi ikuinen suru, jos
hänen mielensä tulisi myrkytetyksi. Koska Charles Minghelli on
vankilassa vangiksi puettuna, voi mitä tahansa tapahtua. Kun se
mies tuliluokseni tultuaan erotetuksi Lontoosta, pyysi hän apua
murhatakseen paronin. Minä epäsin, ja hän liittyi
vastapuolueeseen. Salainen tuomioistuin, jossa asioita
valmistetaan julkista käsittelyä varten, on pirullinen laitos,
julmuuden ja vääryyden pesä. Se onhävitetty melkein kaikista
sivistysmaista, mutta kauniin Italiamme tuomioistuimet ja vankilat
ovat yhä vieläkin salavehkeiden pesäpaikkoja, missä avuttomia,

53. kurjia olentoja peloitetaan jos jollakin tavalla kaikenlaisten
apumiesten välityksellä, jotka ovat valmiit vaikka mihin. Vanki ei ole
ihminen enää, vaan välittäjä, jonka tehtävänä on syyttää toisia.
Hänen sielunsa turmellaan, hänen petoksestaan maksetaan. Käy
itse tapaamassa Brunoa, jos mahdollista, ja pelasta hänet omalta
itseltään ja noilta ihmisiltä, joiden ainoana toimena elämässä on
saada varmuus rikoksista.
Ja nyt tahtoisin puhua ystävästäsi. Lohduta häntä. Tyttö-raukka
ei olesen syyllisempi kuin jos veturi olisi ajanut hänen ylitsensä tai
villi peto syössyt hänen kimppuunsa häkistään. Älköön hän
kiusatko itseään enää. Se ei ole oikein, se ei ole hyvin. Ruumiimme
ei ole ainoa osameissä, joka on taudille altis, sinun täytyy pelastaa
hänen sielunsa taudin uhalta.
Mitä siihen tulee, pitäisikö hänen kertoa siitä miehelleen, on
minulla siitä varma mielipiteeni. Kaikella muotoa hänen tulee se
tehdä. Omantunnon tuomioistuimen edessä synti ei ole ainoastaan
itse teossa. Sellainen teko on annettu anteeksi olipa se sitten
salainen tai julkinen. Jumala antoi sen anteeksi Davidille. Kristus
antoi sen anteeksi Jerusalemin vaimolle. Mutta salaaminen,
valehteleminen jakaksikielisyys, sitä ei voi antaa anteeksi
ennenkuin se on tunnustettu.
Toinen seikka, jota sinun puhdas mielesi, armas, ei ole tullut
ajatelleeksi. Se toinen mies on olemassa. Ajattele mikä valta
hänellä on ystävääsi. Jos hän kaikesta huolimatta vielä tahtoo
omistaa tytön, hän voi peloittaa häntä ja uhata ilmaista kaiken
hänen miehelleen. Tämä voi saattaa vaimo-paran onnettomaksi ja
aikaa myöten vaimon tahto ehkä murtuu ja hän voi ehkä alistuakin.
Taikka sitten tuo mies voitodellakin kertoa kaiken hänen

54. miehelleen loukatakseen ja murhatakseen molempien onnen. Miten
käy vaimolle silloin? Uskooko hänen miehensä häntä silloin enää?
Noiden vaarojen välttämiseksi on hänen parasta puhua heti.
Luottakoon hän miehensä rakkauteen ja kertokoon hänelle kaikki.
Jos mies on oikea mies, niin hän ajattelee: »Ainoastaan hänen
puhtautensa on pakottanut hänet kertomaan», ja mies rakastaa
häntä enemmän kuin ennen. Hän ehkä tuntee hetken tuskaa.
Jokainen mies tahtoo mielellään uskoa, että hänen poimimansa
kukka on tahraton. Mutta hänen parempi luontonsa onvoittava
hänen turhamaisuutensa ja hän on sanova: »Vaimoni rakastaa
minua, minä rakastan häntä, hän on viaton, ja jos joku isku on
häntä kohtaava, täytyy sen ensin kohdata minua.»
Tervehdykseni sinulle, rakkaani. Ystäväsi on varmaan todellinen
nainen, ja olit oikeassa kohdellessasi häntä hellästi. Mutta olit
myöskin oikeassa ollessasi ankara ja antaessasi hänen kulkea
kiirastulen läpi. Näin hyvät naiset aina menettelevät toisia naisia
kohtaan. Se on jonkinmoinen todistus heidän puhtaudestaan ja se
onmyöskin heidän vahva turvansa, vaikka ajattelemattomat voivat
puhua toisin. Minä rakastan sinua ankaruutesi tähden tuota
vääryyttä kärsinyttä kyyhkysparkaa kohtaan, armaani, juuri yhtä
paljon kuin rakastan sinua hellyytesi tähden. Se on todistuksena
minulle, kuinka oikein arvostelin sielusi ylevyyttä, sen puhtautta ja
henkesi tulta sekä sydämesi kultaa. Kunnes tapaamme jälleen,
oma armaani.
Sinun D. R.»
Myötäliitetty »Julistus papeille» oli näin kuuluva:

55. »Ei ainoastaan Italiassa ja Irlannissa, vaan myöskin Venäjällä,
Ranskassa, Amerikassa ja koko maailmassa katolisen kirkon papit
nousevat kansan seasta. Miksi siis papit niin usein kansan
taisteluissa valtoja vastaan asettuvat kansaa sortamaan, sen intoa
sammuttamaan ja sen toiveita tukahduttamaan?
Veljet! Vastaus ei ole kaukana. On olemassa kirkon sielu ja on
olemassa kirkon ruumis. Kirkon sielu on taivaallinen, erehtymätön,
muuttumaton ja elää iankaikkisesti. Kirkon ruumis on inhimillinen,
rajoitettu ja katoava. Kirkon sielu on nöyrä ja polvistuu ristin
juureen. Kirkon ruumis on ylpeä ja istuu ruhtinaitten valtaistuimien
ääressä.
 Kirkon papit! Piispanne sanovat teille, että kansan pyrinnöt ovat
 Jumalan pilkkaamista ja kymmenen käskyn rikkomista. Tuo vanha
huuto
 on kohonnut kaikkien ihmiskunnan marttyyrien ajamia muutoksia
vastaan
 Kristuksen päivistä alkaen.
Mutta jos kansan pyrinnöt eivät ole sopusoinnussa uskonnon
kanssa ja jos heidän johtajansa ovat jumalattomia miehiä, on teidän
velvollisuutenne pelastaa kansa noista molemmista vaaroista.
Älkää antako kenenkään enää sanoa, että kirkko on ainoastaan
vanhentunut ilmiö ihmiskunnan kehityskulussa ja kaiken edistyksen
esteenä. Tulkoon ihmiskunnan pelastus kirkon papistosta, niin
häviävät kaikki uskonnottomat ja jumalattomat.
Mutta ovatko kansan pyrinnöt ristiriidassa uskonnon kanssa?
Kuunnelkaa ääniä, jotka värähtelevät läpi maailman. Kansat
puhuvat helluntaikielillä kaikkialla maailmassa. Sosialismi,
kommunismi jaehkä anarkismikin! Mutta nämä ovat toiveita, ei

56. systeemejä, ne ovat sairauden ilmaisumuotoja, ei parannuskeinoja.
Ja eräs vaatimus onyhteinen kaikille — ihmiskunnan yhteyden
vaatimus! Se on se ääni, joka kaikuu kaikkialla, ja minä pyydän
teitä miettimään, eikö se ole Jeesuksen ääni.
Jeesuksen papit! Avatkaa evankeliumi ja sanokaa, eikö Kristus
opettanut, että me olemme yksi ainoa lauma, jolla on yksi ainoa
paimen, ja että kaikki ihmiset ovat Jumalan poikia ja veljiä
Hänessä?
Taivaassako vain ihmisperheen tulee toteuttaa tätä? Tarkoittiko
hän, että maan päällä on oleva ankaraa erotusta ja kauhistuttavaa
epätasaisuutta ja että luonto ja Jumala selvästi osoittavat
tahtovansa sitä ja luovansa sitä? Miksi hän siis opetti meitä
rukoilemaan »Lähestyköön Sinun valtakuntasi niin maan päällä
kuin taivaassa?»
Mutta vaikka taivaan valtakunta maan päällä olisikin
saavuttamaton tuhatvuotinen valtakunta, ette te Jeesuksen papit
tahtone kieltää Hänen lapsiltaan tuon unelman lohdutusta. Minä
uneksin kirkosta, joka ei huoli maallisista oikeuksistaan, mitkä
houkuttelevat sen jakamaan ihmiset kahteen luokkaan, rikkaisiin ja
köyhiin, moneen kansakuntaan, ystäviin ja vihollisiin. Minä uneksin
kansojen Pyhästä Isästä, joka tehdään maailman henkiseksi
hallitsijaksi, ei siten että Pyhä Henki vaikuttaa seitsemään
kardinaaliin suljettujen ovien takana, vaan siten, että se vaikuttaa
koko maailmaan taivaan valossa. Se on sekorkea kirkko ja korkea
paavi, josta uneksin, ja jos Jumala tahtoo, olen ne myöskin kerran
näkevä.
Davido Rossi.»

57. XIII.
»Rakas Davido Rossi! — Koko päivän olen kantanut kirjettäsi kuin
pyhimyslipasta, joskus pikkuisen kurkistaen sitä ajaessani
vaunuissa tai omnibusseissa, vieläpä joskus kadullakin. Olen juuri
palannut kirjapainosta. Vanha Albert on humbugi. Hän keksi jos
jonkinlaisia esteitä. Entisestä julistuksesta muka hänellä oli hyvin
paljon huolta. Hän on joka hetki pelännyt vangitsemista, ja se, joka
ne naulasi ilmoituspilareihin, on kärsinyt samanlaisia tuskia.
Johtopäätös: lisää rahaa. Sitä hän sai, ja kaikki on nyt hyvin.
Se, mitä sanoit Brunosta, on saattanut minut vallan kuumeeseen,
jaminä olen kirjoittanut kenraalitirehtöörille ja pyytänyt saada
tavata häntä. Asiamiehemme Napoleon on myöskin nyt sitä mieltä,
että Bruno on salaisen inkvisitsionin uhri. Ei mikään pyhä
inkvisitsioni ole koskaan enemmän ylenkatsonut keinojen
valikoimista. Asianajaja N.sanoo, että Italian viranomaiset ovat
perineet huonon hallituksenpaheet. Kamalaa on, että tehdään
väärin sen varjolla, että muka estettäisiin toisia tekemästä väärin.
Mutta tässä tapauksessa tehdään väärin siksi, että estettäisiin
toisia tekemästä oikein. Olen varma, että Brunoa koetetaan

58. houkutella sinun pettäjäksesi. Jospa saisin olla hänen sijassaan!
Voisivatkohan heidän juonensa vaikuttaa minuun? Ennen kuolisin.
Ja nyt tahtoisin puhua siitä ystävästäni. Tuskin voin pitää kynää
sormissani, kun kirjoitan hänestä. Sinä puhuit niin hyvästi jajalosti.
Olisihan minun pitänyt tietää mitä sinä ajattelit ja kumminkin…
Armas, kuinka minä saatan jatkaa? Etkö voi arvata, mitä tahtoisin
sanoa sinulle? Kirjeesi pakottaa minut tunnustamaan. Tulkoon mitä
tahansa, en voi vaieta enää. Etkö arvannut kuka ystäväraukkani
on?Arvelin, että muistaisit edellisen kirjeenvaihtomme, kun sinä olit
rakastavinasi jotakin toista. Sinä et nähtävästi ole ajatellut sitä, ja
se on taas todistus — katkera ja suloinen todistus rakkaudestasi ja
luottamuksestasi minuun. Sinä asetit minut niin korkealle, ettet
ollenkaan epäillytkään, että puhuisin itsestäni. Niin oli kumminkin
laita, ja ystäväraukkani olen minä itse.
Kärsin koko ajan, kun näin millaiselle puhtauden patsaalle sinä
minut asetit. Kirjeesi, jotka kirjoitit ennenkuin ilmoitit rakkautesi,
siihen aikaan, jolloin koetit vastustaa tunnottasi, saattoivat minut
häpeämään, koska tiesin, etten ansainnut kiintymystäsi. Useinkin
täytyi minun olla katsomatta silmiisi, kun sanoit minua hyväksi.
Olisin tahtonut itkeä ja huutaa »ei, ei, ei!» ja musertaa palasiksi
sinun luomasi kuvan. Mutta kuinka minä olisin hennonut? Kuka
rakastava nainen voi särkeä ihannoidun kuvansa miehen
sydämestä? Hän voiainoastaan koettaa kohoutua tuon kuvan
tasalle. Sitä olen koettanut, eikä ole minun syyni, etten ole
onnistunut.
Minussa on paljon moitittavaa. Oli hetkiä, jolloin velvollisuuden
olisi pitänyt pakottaa minut puhumaan. Semmoinen hetki oli juuri
avioliittomme edellä. Muistatko, että koetin sanoa sinulle jotain?

59. Sinä olit ystävällinen etkä tahtonut kuunnella. »Mennyt on
mennyttä», sanoit, ja minä olin hyvin iloinen, kun pääsin siitä. Sinä
et tiennyt, mitä tahdoin sanoa, muutoin et olisi pyytänyt minua
vaikenemaan. Mutta minä tiesin, mitä se oli, ja siitä lähtien olen
lakkaamatta kärsinyt. Ja nyt minusta tuntuu kuin olisin pettänyt
sinut. Olen saattanut sinut puhumaan ja toimimaan toisin kuin ehkä
muutoin olisit toiminut. Anna minulle anteeksi! En tahdo pitää sinua
kiinni missään suhteessa. Ota kaikki antamasi takaisin, minulla ei
ole oikeutta valittaa.
Paitsi sitä oli omassa asiassani puolia, joista en kertonut
puhuessani »ystävästäni». Pelkäsin asian tulevan tunnetuksi.
Armas, minä en saa piiloutua sen suloisen puolustuksen taakse,
jonka sinä keksit minulle. Minä todellakin ajattelin sitä toista miestä.
Minä en pelännyt,että hän uhkauksillaan turmelisi rakkauteni, sillä
sitä ei mikäänmaailman mahtavuus voisi tehdä. Mutta minä
pelkäsin, että hän kertoisi kertomuksensa ennen minua ja siten
saisi sinut työntämään minut pois luotasi. Se tuotti minulle tuskia
yöt päivät, ja nyt minä tunnustan tunnustettavani, ettet luulisi minua
paremmaksi kuin olen.
On toinenkin asia, jota et tietänyt. Rakas, antaisin elämäni, jos
minun ei tarvitsisi sitä kertoa, mutta minun täytyy tunnustaa sinulle
kaikki. Sinä tiedät, kuka se mies on, ja Jumalan edessä vakuutan,
että hänessä yksin oli syy. Mutta oma syyni tuli jälestäpäin. Sen
sijaan, että olisin lopettanut kaiken yhteyden hänen kanssaan, elin
ystävällinen hänelle ja vastaanotin isäni tiloista tulevat tulot, jotka
hän minulle antoi, sekä ajattelin häntä tulevana miehenänikin. Ja
kun sinun puheesi piazzalla näytti saattavan toiveeni
vaaranalaiseksi, päätin masentaa sinut.

60. Se on hirveätä. Kuinka minä voin sen kertoa sinulle kuolematta
häpeästä? Nyt tiedät, kuinka paljon petin sinua, ja tarkoitukseni
ilkeys vie minulta rohkeuden pyytää sinulta anteeksi. Voitko
ajatella, että minä en ollut ollenkaan parempi kuin Delila
tavatessani sinut ensi kerran! Mutta taivas tuli avuksi ja pelasti
sinut. Kuinka sinävaikutit minuun! Ensin sinä loit uudestaan isäni
minulle, ja minä näin hänet sellaisena kuin hän todella oli enkä
sellaisena, jommoiseksi häntä oli minulle ennen kuvattu. Sitten sinä
annoit minulle sielun, ja minä näin itseni. Rakas, älä vihaa minua.
Sinun suuri sydämesi eivoisi olla niin julma, jos tietäisit kuinka olen
kärsinyt.
Vihdoin tuli rakkaus, ja minä tahdoin pitää siitä kiinni. Voikuinka
hartaasti tahdoin! Siitä syystä en kertonut sinulle. Se oli
jonkinmoista peliä, se oli huumausta. Kaikkea, mitä tapahtui, pidin
rangaistuksena. Tulipa köyhyys, häpeä, kurjuus, entä sitten! Se
puhdistaisi vain syntistä entisyyttäni ja veisi minut lähemmäksi
sinua. Mutta kun vihdoin hän, joka oli loukannut minua, uhkasi
loukata sinua minun kauttani, jouduin epätoivoon. Sinä et aavista,
mitä aikeita silloin haudoin. Aioin surmatakin itseni saadakseni
kaikki loppumaan. Mutta minä en hennonut särkeä sydäntäsi siten.
Paitsi sitätuo teko jo olisi ilmaissut sinulle jotain, ja minua hirvitti
ajatus, että sinä minun kuoltuani saisit tietää koko kurjan kohtaloni.
Nyt tiedät kaikki, armas. En ole salannut mitään. Kuten näet, en
oleainoastaan ystävä-raukkani, vaan jotain vielä pahempaa —
oma itseni. Voitko antaa minulle anteeksi? En uskalla pyytää sitä.
Mutta älä anna minun olla epäilyksessä. Kirjoita. Tai vielä
mieluummin, sähkötä. Yksi ainoa sana vain. Siinä kyllin.

61. Tahtoisin lähettää sinulle rakastavan tervehdykseni, mutta tänä
iltana en uskalla. Olen rakastanut sinua ensi hetkestä asti enkä
koskaan voilakata sinua rakastamasta, tapahtuipa mitä tahansa.
Minusta tuntuu kuin antaisit minulle anteeksi, jos käsittäisit, että
olen maailmassa ainoastaan rakastaakseni sinua ja että pahin
rikokseni syntyi siten, että rakastin sinua enemmän kuin järkeä ja
kunniaakin. Päätä kuinka tahansa, olen sinun ja voin uhrata
elämäni ainoastaan sinulle.
Päivä koittaa ja pyhän Pietarin risti hohtaa lumivalkeana
aamusumun läpi. Onhan se toivon merkki? Päivä koittaa kaakossa,
ja se saapuisi nopeammin luoteeseen, jos se rakastaisi sinua yhtä
paljon kuin minä. Olen kirjoittanut tämän kirjeen yhä uudestaan
pitkin yötä. Muistatko sitä kirjettä, joka minun piti polttaa, koska se
sisälsi salaisuutesi? Tässä on kirje, joka sisältää minun salaisuuteni
— mutta kuinka paljon kurjempi ja tuhoisampi tämä on! — Sinun
onneton tyttö-raukkasi
Roma.»

62. XIV.
Roma asettui asumaan Rossin huoneistoon. Kun hän iäksi
neuvottelemaan vanhuksien kanssa ja näyttämään heille Rossin
sähkösanomaa, olivat heonnellisia kuin lapset. Vanha kuuro vaimo
puheli lakkaamatta. Elena ei ollut lähettänyt mitään tietoja, ja ajatus,
että hän oli mennyt luostariin, näytti mahdottomalta, mutta he
rukoilivat joka päivä pyhää Antoniusta. Eilen oli kulunut kuukausi
pojan kuolemasta, ja he olivat vieneet orvokkivihon Campo Santoon,
mutta siellä oli jo kaunis seppele ennestään — pyhä Neitsyt oli
muistanut pikku Giuseppea.
Brunoko? Niin, he olivat kuulleet hänestä ja käyneet häntä
tervehtimässäkin. Mutta hän oli ollut hyvin omituinen, hyvin jäykkä ja
kova. Kun he puhkesivat itkuun nähdessään hänen vankipukunsa,
oli hänkäskenyt heitä vaikenemaan eikä saattamaan häntä
naurunalaiseksi. Hän tahtoi ainoastaan puhua Elenasta. Joku oli
kertonut hänelle, että Elenaoli mennyt pois, ja kun he viittasivat
sinne päin, että hän ehkä oliluostarissa, niin Bruno vain nauroi ja
kirosi.
Seuraavana päivänä Roma muutti uuteen asuntoonsa. Hän ei
tuonut mukanaan muuta kuin muutamia kirstuja, joissa oli hänen

63. tärkeimmät tavaransa sekä hänen isänsä kuva ja Elenan antama
Madonna. Panttilainaaja eli ottanut haltuunsa loput hänen
omaisuudestaan jamaksanut niistä rahasumman. Useimmat
kipsimallit ateljeessa rikottiin ja vietiin pois. Suihkukaivo, joka oli
marmorista, pantiin pimeään kellariin vanhan garibaldilaisen
asunnon alle. Ainoastaan yksi osa kannettiin yläkertaan. Siinä oli
Davido Rossin veistokuvan malli jamarmorilohkare Kristuksen päätä
varten.
Paitsi koiraansa ei Roma tuonut ketään mukanaan Piazza
Navonalle. Felice oli palannut paronin luo ja Nattalina oli erotettu.
Vanhan eukon piti siivota huoneet ja keittää ruoka, ja Roman piti itse
käydä ostoksilla. Naapurit ymmärsivät kohta asian laidan. Hän oli
Rossinvaimo. He rupesivat kutsumaan häntä signoraksi.
Romasta tuntui hyvin suloiselta asua Rossin huoneissa. Ne
ikäänkuin henkivät hänen läsnäoloaan. Vastaanottohuone, jossa oli
piano jafonografi sekä kuvat seininä, toi Roman mieleen jokaisen
Rossin äänen värähdyksen. Makuuhuone oli ensin pyhättö, jota
Roma ei tahtonut käyttää, ennenkuin hän oli asettanut pienen
Madonnansa sinne. Sitten semuuttui hänen pieneksi majakseen, ja
kun hän nukkui siellä, tunsi hänoutoa värähdystä, jommoista hän ei
koskaan ennen ollut tuntenut.
Nyt, kun hän asui Rossin ympäristössä, tuntui hänestä kuin hän
huomaisi jotain uutta Rossissa joka hetki. Katolla hyppelevät oravat
toivat mieleen Rossin pienenä poikana, ja lintuset, jotka juuri pesivät
ja siitä syystä laulelivat pitkin päivää, panivat Roman ajattelemaan
sykkivin sydämin heitä molempia. Lahjat, joita toiset naiset olivat
antaneet Rossille, herättivät Romassa melkein kuumemaista
uteliaisuutta. Muutamat olivat Englannista, toiset Amerikasta, ja

64. monet olivat naisilta, jotka eivät koskaan olleet Davido Rossia
nähneetkään. Ne tekivät Roman onnelliseksi ja ylpeäksi, mutta
myöskin hiukanmustasukkaiseksi.
Ensimmäisinä päivinä Piazza Navonalla hän uskotteli itselleen,
että tässä kaupunginosassa asuminen oli mitä hauskinta. Ensiksikin
siellä oli nuo taiteelliset, kapeat kadut ja vanhat pihat, veistetyt kivet
japienet lamput Madonnan kuvien edessä. Sitten siellä oli aina
ihmispäitä ikkunoissa, jäätelöveden myyjiä katukäytävillä, kirkuvia
aaseja jahuutavia, leikkiviä lapsia.
Kaikki oli luonnollista ja hauskaa. Roma eli ensi kertaa
ihmistoveriensa parissa, ja kun hänen hajuaistinsa joskus kärsi
likaisten ihmisten läheisyydestä, koetti hän sanoa itselleen, että se
oli vain väärää hienoutta tuo, joka saattoi hänet kärsimään.
Ennen kaikkea häntä liikutti ihmisten köyhyys, sillä se lähensi
häntä eniten Davido Rossiin. Tuolla oli majatalo, jossa köyhät miehet
saivat vuoteen kymmenestä pennistä, ja locande, jossa he viidestä
pennistä saivat nojata käsivartensa nuoraan. Tuolla oli
kuninkaallinen Monte di Pietà, valtion panttilaitos, ja kuninkaallinen
Ranco del Lotto, valtion arpajaislaitos. Tuolla oli rattaat, jotka ajoivat
ympäri katujakooten almuja köyhille helposti liikutettujen
roomalaisten heitellessä vaatekappaleita ikkunoista. Tuolla oli
sairaus ja köyhyys, pellagra, joka tarttuu pelkällä maissilla elävään
kansaan. Tuolla kulkivat Punaisen Ristin sisaret sairaiden seassa,
tohtorit jakelivat unijuomaa kuoleville, ja kuolema nukutti heidät
ikuiseen uneen.
Trinità dei Montilta Roma oli katsellut kaikkea tuota kuin aitiosta
katsellaan näyttämöä, mutta nyt hän oli itse sen keskellä. Tässä
samassa ilmanalassa Davido Rossi eli. Rossi oli ehkä pakosta

65. joutunut siihen, mutta hän jäi sinne vapaasta tahdosta. Nuori
arkatuntoinen, hienostunut nainen kärsi siellä tuskia, mutta hän
luulotteli olevansatyytyväinen.
Kaikkialla oli Rossi ja yhä vain Rossi! Joka ilta, kun Roma meni
levolle köyhässä asunnossaan, hänen viimeinen ajatuksensa oli
rakkauden sanelema rukous yön pimeydessä. Tuo rukous oli hyvin
yksinkertainen jalapsellinen ja sisälsi sen, että Rossi aina rakastaisi
häntä, olipa hän minkälainen tahansa ja sanoipa maailma mitä
tahansa ja tekivätpä pahatihmiset mitä tahansa.
Tätä mielialaa kesti viikon verran, mutta sitten se alkoi masentua.
Kaiken onnen takana piili pelko kirjeestä. Roma laski tunnit, jotka
olivat kuluneet siitä asti, kun hän pani sen postiin, ja kuinka kauan
viipyisi, ennenkuin hän saisi vastauksen. Jos Rossi sähköttäisi, voisi
vastaus tulla kolmessa päivässä. Mutta hän ei saanut mitään
vastausta.
»Hänestä on varmaan parempi kirjoittaa», sanoi Roma itselleen.
Tietysti hän kirjoittaa heti, ja viiden päivän perästä saan vastauksen.
Viidentenä päivänä hän meni tapaamaan luostarin portinvartijaa,
muttatällä ei ollut mitään »sisar Angelicalle».
»Alpeilla on ehkä lunta ja postijunat ovat myöhästyneet», ajatteli
hän, ja sitten hän läksi Pialelle, jossa sähkösanomat ovat yleisön
nähtävinä. Sveitsissä oli todellakin lunta. Juuri sitähän Roma oli
otaksunut, ja siis Rossin kirje saapuisi seuraavana aamuna. Mutta
se eisaapunut silloinkaan.
»Kuinka tuhma minä olen! Kirjeeni tietysti tuli sunnuntaina
Lontooseen!» Hän ei ollut ajatellut, kuinka englantilaiset ovat

66. järjestäneet postinkulkunsa sunnuntaina. Vielä päivä, yksi ainoa
päivä,niin hän saisi sanoman Rossilta ja tulisi onnelliseksi.
Mutta päivä kului ja vielä toinenkin eikä mitään kirjettä kuulunut.
Roman mieli alkoi masentua, ja kirkas sateenkaari hänen elämänsä
taivaalla kalpeni. Katolta kuuluva laulu kiusasi häntä nyt. Kuinka ne
saattoivatkaan kiusata kurkkuaan noin? Ulkona satoi ja taivas oli
pimeä.
Sitten vanha garibaldilainen ja hänen vaimonsa tulivat pelokkaan
näköisinä ja asiapaperi kädessä yläkertaan. Heidät oli kutsuttu
todistajiksi Brunon asiassa. Tutkimus oli tapahtuva kolmen päivän
perästä.
»Minä olen, luojan kiitos, kuuro, eivätkä he voi paljoa minua
kiusata»,sanoi vanha vaimo.
Roma pukeutui yksinkertaiseen mustaan olkihattuun, jonka sivuun
olipistetty höyhen, ja läksi asianajaja Napoleon Fusellin toimistoon.
»Aioin juuri kirjoittaa teille, hyvä neiti», sanoi tuo suuri mies
vaipuen tuoliinsa. »Ikävä kyllä on työni ollut turha. Ei maksa vaivaa
jatkaa. Mies on tunnustanut.»
»Tunnustanut?» Roma puristi takkinsa rintamusta.
»Tunnustanut ja ilmaissut liittolaisensa.»
»Liittolaisensa?»
»Erikoisesti Rossin, jota hän on syyttänyt osallisuudesta
vaaralliseensalaliittoon.»

67. Welcome to our website – the ideal destination for book lovers and
knowledge seekers. With a mission to inspire endlessly, we offer a
vast collection of books, ranging from classic literary works to
specialized publications, self-development books, and children's
literature. Each book is a new journey of discovery, expanding
knowledge and enriching the soul of the reade
Our website is not just a platform for buying books, but a bridge
connecting readers to the timeless values of culture and wisdom. With
an elegant, user-friendly interface and an intelligent search system,
we are committed to providing a quick and convenient shopping
experience. Additionally, our special promotions and home delivery
services ensure that you save time and fully enjoy the joy of reading.
Let us accompany you on the journey of exploring knowledge and
personal growth!
ebookfinal.com