Lämpö haihtunut vs työ suoritettu
Käytämme sähköisiä, mekaanisia tai muita järjestelmiä töiden tekemiseen. Käytämme esimerkiksi polttimoiksi kutsuttuja sähkölaitteita valon saamiseen. Polttimossa sähköenergia muunnetaan valoenergiaksi (tai sähkömagneettisiksi aalloksi). Kaikki polttimoon syötetty sähköenergia ei kuitenkaan muutu valoksi, vaikka niin toivoisimmekin. Osa sähköenergiasta muunnetaan lämmöksi (mitä emme halua), ja sitä kutsutaan lämmön hajaantumiseksi. Energian määrää, joka todella muuttuu valoksi (tämä on jokin prosenttiosuus toimitetusta kokonaisenergiasta), kutsutaan "suoritettuksi työksi".
Lämpö haihtunut
Mikä tahansa dynaaminen järjestelmä (sähköinen, mekaaninen tai mikä tahansa muu) haihduttaa lämpöä monista syistä, kuten kitkasta, impedanssista, turbulenssista jne. Tämä on ei-toivottu, mutta väistämätön ilmiö termodynamiikan lakien mukaan. Voimme kuitenkin minimoida lämmön haihtumisen järjestelmän oikean suunnittelun avulla. Esimerkiksi "tehokertoimen korjaus" sähköjärjestelmissä voi vähentää lämmön haihtumista enemmän.
Hehkulampun tapauksessa lämpöä haihtuu, kun virta kulkee hehkulangan läpi. Se ei lähetä vain haluttuja valoa altoja, vaan myös lämpöä. CFL- ja LED-polttimoissa lämmönpoisto on pienempi kuin hehkulampuissa. Termodynamiikan "entropia" ja "Carnot-kierto" k altaisten käsitteiden mukaan lämmön hajoaminen on väistämätöntä, vaikka se voidaan minimoida.
Työ suoritettu
Järjestelmässä suoritettu työ on energiaa, joka on muunnettu tarvitsemaksi. Polttimon kohdalla se on siitä säteilevän valoenergian määrä. Moottorille se on pyörivän osan kineettinen energia. Televisiossa se on siitä säteilevää valo- ja äänienergiaa. Tehdyn työn prosenttiosuutta toimitetusta kokonaisenergiasta kutsutaan "tehokkuudeksi". Tehty työ on aina vähemmän kuin toimitettu kokonaisenergia, koska jonkin verran lämmön haihtumista ei voida välttää. Siksi 100 % tehokkaat järjestelmät ovat mahdottomia. Jopa täysin mekaaninen järjestelmä haihduttaa jonkin verran lämpöä kitkan vuoksi.
Mitä eroa on hajotetun lämmön ja tehdyn työn välillä?
1. Tehty työ on energian määrä, joka muunnetaan halutuksi tehoksi, jossa lämmön haihduttaminen on lämmönä hukattua energiaa.
2. Tehty työ on toivottu osa, ja lämmön poistuminen on ei-toivottua.
3. Vaikka lämmön haihtumista ei haluta, sitä ei voida vähentää nollaan fysiikan lakien mukaan.
4. Jos suoritetun työn prosenttiosuus toimitetusta kokonaisenergiasta on suurempi, järjestelmä on "korkea hyötysuhde", jossa järjestelmä on "matalatehoinen", jos lämmönpoisto on suurempi.
