Ztráta tepla vs práce dokončena
K provedení nějaké práce používáme elektrické, mechanické nebo jiné systémy. Například pro získání světla používáme elektrické zařízení zvané „žárovka“. V žárovce se elektrická energie přeměňuje na světelnou energii (nebo na elektromagnetické vlny). Veškerá elektrická energie dodávaná do žárovky se však nepřeměňuje na světlo, i když si to přejeme. Část elektrické energie se přeměňuje na teplo (což nechceme) a je známo jako rozptyl tepla. Množství energie, které se ve skutečnosti přemění na světlo (to je určité procento z celkové dodané energie), se nazývá „práce dokončena“.
Rozptýlené teplo
Jakýkoli dynamický systém (elektrický, mechanický nebo jakýkoli jiný) rozptyluje určité teplo z mnoha důvodů, jako je tření, impedance, turbulence atd. Toto je nežádoucí, ale nevyhnutelný jev podle zákonů termodynamiky. Můžeme však minimalizovat množství odvodu tepla prostřednictvím správného návrhu systému. Například „korekce účiníku“v elektrických systémech může ve větší míře snížit odvod tepla.
V případě žárovky se teplo rozptýlí, když proud protéká vláknem. Vyzařuje nejen požadované světelné vlny, ale také teplo. Rozptyl tepla je u žárovek CFL a LED nižší ve srovnání se žárovkami. Podle pojmů jako „entropie“a „Carnotův cyklus“v termodynamice je odvádění tepla nevyhnutelné, i když ho lze minimalizovat.
Práce dokončena
V systému je vykonanou prací energie, která byla přeměněna na to, co potřebujeme. U žárovky je to množství světelné energie emitované z ní. U motoru je to kinetická energie rotující části. Pro televizi je to světelná a zvuková energie vyzařovaná z ní. Procento provedené práce na celkové dodávané energii je známé jako „účinnost“. Dokončená práce je vždy menší než celková dodaná energie, protože určitému množství odvodu tepla se nelze vyhnout. Proto jsou 100% efektivní systémy nemožné. Dokonce i zcela mechanický systém rozptýlí trochu tepla v důsledku tření.
Jaký je rozdíl mezi ztrátou tepla a provedenou prací?
1. Dokončená práce je množství energie přeměněné na požadovaný výstup, kde rozptyl tepla je energie promarněná jako teplo.
2. Dokončená práce je hledaná část a odvod tepla je nežádoucí.
3. Přestože je to nežádoucí, nelze odvod tepla snížit na nulu podle fyzikálních zákonů.
4. Pokud je procento vykonané práce na celkové dodávané energii vyšší, je systém „vysoce účinný“, kde je systém „nízko účinný“, pokud je vyšší odvod tepla.
