به انرژی مکانیکی در نظر گرفته شده است . که عبارتند از ١-بازدهی در تبدیل میزان تابش خورشیدی  به  انرژی  گرمایی . ٢- نسبت  قدرت  جریان  هوا به  قدرت حرارتی ٣- بازدهی تبدیل قدرت جریان هوا به قدرت محوری توربین .

در سال ١٩٧۶ مؤسسه بین المللی استاندارد اتمسفر آمریکـا نمـودار تغییـرات فشار و حجم مخصوص بر حسب ارتفاع از سطح دریا را طبق شکل ارائه کرد.

طبق نمودار خط OA  برای جو استاندارد اتمسفر، و خط O’C  بـرای هـوای جو در دمای ۴۵ درجه سلسیوس بیان شده است . طبق نمودار، افزایش دمـای جو باعث ایجاد انرژی قابل دسترس نسبت به شـرایط محـیط مـی شـود. کـه تمامی این انرژی ناشی از عدم تعادل با محیط ، قابلیت تبـدیل بـه سـرعت در دودکش را دارد.

البته از روی نمودار واضح است که این انرژی قابل دسترس با افـزایش ارتفـاع دودکش نیز، زیاد می شود که افزایش ارتفاع با محدودیتهای ساخت و عوامـل دیگری روبرو است .

برای بدست آوردن ماکزیمم کار خروجـی از هـوای گـرم کلکتـور کـه همـان اگزرژی یا رسیدن تا تعادل به محیط میباشد، میتوان از فرمول زیر اسـتفاده کرد.

این مطلب در نمودار h-s مولیر بیان شده است . این نمودار مـیتوانـد فراینـد ترمودینامیکی هوای خروجی از کلکتور تا رسیدن آن بـه شـرایط محـیط کـه همان رسیدن هوا به تعادل مکـانیکی و گرمـایی اسـت تـشریح کنـد. در ایـن نمودار c  حالت هوای خروجی کلکتور بوده و o تعادل گرمایی و مکانیکی هوا با محیط را بیان می کند.

طبق نمودار، نقطه O”’ جایی است که هوای خروجی کلکتور به فشار محیط رسیده و در نتیجه در تعادل مکانیکی با محیط بیرون است ، اما هنوز به تعادل گرمایی نرسیده  است . در  واقع  نقطه O”’ هوای دودکش در  لحظه خروج  را نشان  میدهد. اما  Co”’ ماکزیمم  کار  قابل دسترس یا  اگزرژی است . فرآیند O”’O یک فرآیند فشار محیط ثابت همراه با انتقال حرارت ، و فرآیند O”O یک فرآیند دمای محیط ثابت میباشد. اگر ما فرآیند O”’O” را در یک سیکل در نظر بگیریم فقط از  میتوان کار گرفت که در این صورت کار خروجی برابر ”hc−ho خواهد بود. اما بخاطر نوع فرآیند در بالای دودکش ، که یک فرآیند تخلیه است فقط قسمتی از اگزرژی قابل تبدیل به کار میباشد. چرا که در فرآیند تخلیه هر چند تعادل مکانیکی وجود دارد اما از ناتعادلی گرمایی نیز نمیتوان کار مفید بدست آورد و تمامی این گرما به هدر می رود.

حال با توجه به شکل بالا و طبق قانون اول ترمودینامیک در میدان گرانش برای فرایند آدیاباتیک Co”’ کار مفید خروجی برابر است با:

طبق فرمول (۵) حداکثر انرژی قابل دسترس برابر سـطحی از نمـودار شـکل است که مابین سطح زمین و ارتفاع سر دودکش میباشد. [١٠] برای مثال در کرمان که ارتفاع آن از سطح دریا ١٧٠٠ متر است ، محدوده انتگرال بـالا بایـد از ١٧٠٠ تا ارتفاع سر دودکش محاسبه شود.