Išsklaidyta šiluma ir atliktas darbas
Norėdami atlikti tam tikrus darbus, naudojame elektrines, mechanines ar bet kokias kitas sistemas. Pavyzdžiui, mes naudojame elektros įrangą, vadinamą "lemputė", 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 norime. Dalis elektros energijos paverčiama šiluma (ko mes nenorime), ir tai vadinama šilumos išsklaidymu. Energijos kiekis, kuris faktiškai paverčiamas šviesa (tai tam tikra procentinė dalis visos tiekiamos energijos), vadinamas „atliktu darbu“.
Išsklaidyta šiluma
Bet kokia dinaminė sistema (elektrinė, mechaninė ar bet kuri kita) išsklaido dalį šilumos dėl daugelio priežasčių, pvz., trinties, varžos, turbulencijos ir tt Tai yra nepageidaujamas, bet neišvengiamas reiškinys pagal termodinamikos dėsnius. Tačiau tinkamai suprojektuodami sistemą galime sumažinti šilumos išsklaidymą. Pavyzdžiui, „galios koeficiento korekcija“elektros sistemose gali labiau sumažinti šilumos išsklaidymą.
Kaitinamosios lemputės atveju šiluma išsklaido, kai srovė teka per kaitrinį siūlą. Jis skleidžia ne tik norimas šviesos bangas, bet ir šilumą. CFL ir LED lemputėse šilumos išsklaidymas yra mažesnis, palyginti su kaitrinėmis lemputėmis. Pagal termodinamikos sąvokas, tokias kaip „entropija“ir „Karno ciklas“, šilumos išsklaidymas yra neišvengiamas, nors jį galima sumažinti iki minimumo.
Darbas atliktas
Sistemoje atliktas darbas yra energija, kuri buvo paversta tuo, ko mums reikia. Lemputės atveju tai yra iš jos skleidžiamos šviesos energijos kiekis. Varikliui tai yra besisukančios 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 tiekiamos energijos kiekį, nes tam tikras šilumos išsklaidymas yra neišvengiamas. Todėl 100% efektyvių sistemų neįmanoma. Net visiškai mechaninė sistema išsklaidys dalį šilumos dėl trinties.
Kuo skiriasi išsklaidyta šiluma ir atliktas darbas?
1. Atliktas darbas yra energijos kiekis, paverstas norima galia, kur šilumos išsklaidymas yra energija, iššvaistoma kaip šiluma.
2. Atliktas darbas yra pageidaujama dalis, o šilumos išsklaidymas yra nepageidaujamas.
3. Nors ir nepageidaujama, šilumos išsklaidymas negali būti sumažintas iki nulio pagal fizikos dėsnius.
4. Jei atlikto darbo procentas nuo visos tiekiamos energijos yra didesnis, sistema yra „didelis efektyvumas“, o sistema yra „mažo efektyvumo“, jei šilumos išsklaidymas yra didesnis.
