Căldură disipată versus munca realizată
Folosim sisteme electrice, mecanice sau orice alt tip pentru a lucra. De exemplu, folosim echipamentul electric numit „bec” pentru a obține lumină. Într-un bec, energia electrică este convertită în energie luminoasă (sau în unde electromagnetice). Cu toate acestea, toată energia electrică furnizată într-un bec nu este transformată în lumină, deși ne dorim să fie. O parte din energia electrică este convertită în căldură (pe care nu o dorim) și este cunoscută sub numele de disipare a căldurii. Cantitatea de energie care este de fapt convertită în lumină (acesta este un procent din energia totală furnizată) se numește „munca realizată”.
Căldura disipată
Orice sistem dinamic (electric, mecanic sau oricare altul) disipează o parte de căldură din mai multe motive, cum ar fi frecarea, impedanța, turbulența etc. Acesta este un fenomen nedorit, dar inevitabil conform legilor termodinamicii. Cu toate acestea, putem minimiza cantitatea de disipare a căldurii printr-o proiectare adecvată a sistemului. De exemplu, „corecția factorului de putere” în sistemele electrice poate reduce disiparea căldurii într-o măsură mai mare.
În cazul unui bec incandescent, căldura este disipată atunci când curentul trece prin filament. Emite nu numai unde luminoase dorite, ci și căldură. Disiparea căldurii este mai mică în becurile CFL și LED în comparație cu becurile incandescente. Conform conceptelor precum „entropia” și „ciclul Carnot” din termodinamică, disiparea căldurii este inevitabilă, deși poate fi redusă la minimum.
Lucrare realizată
Într-un sistem, munca realizată este energia care a fost transformată în ceea ce avem nevoie. Pentru un bec, este cantitatea de energie luminoasă emisă de acesta. Pentru un motor, este energia cinetică a piesei rotative. Pentru un televizor, este energia luminoasă și sonoră emisă de acesta. Procentul de muncă realizat față de energia totală furnizată este cunoscut sub numele de „eficiență”. Munca realizată este întotdeauna mai mică decât energia totală furnizată, deoarece o anumită cantitate de disipare a căldurii este inevitabilă. Prin urmare, sistemele 100% eficiente sunt imposibile. Chiar și un sistem total mecanic, va disipa o parte de căldură din cauza frecării.
Care este diferența dintre căldura disipată și munca realizată?
1. Munca realizată este cantitatea de energie convertită în rezultatul dorit, unde disiparea căldurii este energia risipită sub formă de căldură.
2. Munca realizată este partea dorită, iar disiparea căldurii este nedorită.
3. Deși nedorită, disiparea căldurii nu poate fi redusă la zero conform legilor fizicii.
4. Dacă procentul de lucru realizat față de energia totală furnizată este mai mare, sistemul este „în alt eficient”, în cazul în care sistemul este „scăzut eficient” dacă disiparea căldurii este mai mare.
