Šilumos išsiskyrimas ir darbas atliktas
Norėdami atlikti darbus, mes naudojame elektrines, mechanines ar bet kokio kito tipo sistemas. Pavyzdžiui, mes naudojame elektros įrangą, vadinamą „lempute“, kad gautume šviesą. Lemputėje elektros energija paverčiama šviesos energija (arba elektromagnetinėmis bangomis). Tačiau visa elektros energija, tiekiama į lemputę, nėra paverčiama šviesa, nors mes to ir norime. Dalis elektros energijos paverčiama šiluma (kurios mes nenorime), ir ji vadinama šilumos išsklaidymu. Energijos kiekis, kuris iš tikrųjų paverčiamas šviesa (tai yra tam tikra visos patiektos energijos procentinė dalis), vadinamas „atliktu darbu“.
Šiluma išsisklaidė
Bet kuri dinaminė sistema (elektrinė, mechaninė ar bet kuri kita) išsklaido šilumą dėl daugelio priežasčių, tokių kaip trintis, varža, turbulencija ir kt. Tai yra nepageidaujamas, bet neišvengiamas reiškinys pagal termodinamikos dėsnius. Tačiau tinkamai suprojektuodami galime sumažinti šilumos išsiskyrimo kiekį. Pavyzdžiui, „galios koeficiento korekcija“elektros sistemose gali labiau sumažinti šilumos išsiskyrimą.
Kaitrinės lemputės atveju šiluma išsisklaido, kai srovė teka per kaitinimo siūlą. Jis skleidžia ne tik norimas šviesos bangas, bet ir šilumą. CFL ir LED lemputėse šilumos išsiskyrimas yra mažesnis, palyginti su kaitrinėmis lemputėmis. Pagal termodinamikos sąvokas, tokias kaip „entropija“ir „Carnot ciklas“, šilumos išsklaidymo neišvengiama, nors tai galima sumažinti iki minimumo.
Darbas atliktas
Sistemoje atliktas darbas yra energija, paversta mums reikalinga. Lemputei tai yra iš jos skleidžiamos šviesos energijos kiekis. Varikliui tai yra sukamosios dalies kinetinė energija. Televizoriui tai yra iš jo skleidžiama šviesos ir garso energija. Atlikto darbo procentas nuo visos tiekiamos energijos yra žinomas kaip „efektyvumas“. Atliktas darbas visada yra mažesnis už bendrą tiekiamą energiją, nes neišvengiama tam tikro šilumos išsklaidymo. Todėl neįmanoma 100% efektyvių sistemų. Net visiškai mechaninė sistema dėl trinties išsklaidys šiek tiek šilumos.
Kuo skiriasi išsklaidyta šiluma ir atliktas darbas?
1. Atliktas darbas yra energijos kiekis, paverstas norima produkcija, kur šilumos išsklaidymas yra energija, išeikvota kaip šiluma.
2. Atliktas darbas yra norima dalis, o šilumos išsklaidymas yra nepageidaujamas.
3. Nors fizikos dėsniai nepageidaujami, šilumos išsklaidymas negali būti sumažintas iki nulio.
4. Jei atlikto darbo procentas nuo visos tiekiamos energijos yra didesnis, sistema yra „labai efektyvi“, kai sistema yra „mažai efektyvi“, jei šilumos išsklaidymas yra didesnis.
