Eloszlatott hő vs elvégzett munka
Elektromos, mechanikus vagy bármilyen más rendszert használunk a munka elvégzéséhez. Például az izzónak nevezett elektromos berendezést használjuk a fény megszerzésére. Egy izzóban az elektromos energia fényenergiává (vagy elektromágneses hullámokká) alakul. Az izzóba betáplált összes elektromos energia azonban nem alakul át fénnyé, bár szeretnénk, hogy így legyen. Az elektromos energia egy része hővé alakul (amit nem akarunk), és ezt hőleadásnak nevezik. Azt az energiamennyiséget, amely ténylegesen fénnyé alakul (ez a teljes szolgáltatott energia néhány százaléka), „elvégzett munkának” nevezzük.
Hőeloszlatott
Bármely dinamikus rendszer (elektromos, mechanikus vagy bármilyen más) számos ok miatt (pl. súrlódás, impedancia, turbulencia stb.) elvezet némi hőt. Ez a termodinamika törvényei szerint nemkívánatos, de elkerülhetetlen jelenség. A megfelelő rendszertervezéssel azonban minimalizálhatjuk a hőleadás mértékét. Például az elektromos rendszerek „teljesítménytényező-korrekciója” nagyobb mértékben csökkentheti a hőleadást.
Izzólámpa esetén a hő eloszlik, amikor az áram átfolyik az izzószálon. Nemcsak a kívánt fényhullámokat bocsát ki, hanem hőt is. A CFL és LED izzók hőleadása alacsonyabb az izzólámpákhoz képest. Az olyan fogalmak szerint, mint az „entrópia” és a „Carnot-ciklus” a termodinamikában, a hőleadás elkerülhetetlen, bár minimalizálható.
Elvégzett munka
Egy rendszerben az elvégzett munka az az energia, amelyre szükségünk van. Egy izzó esetében ez a belőle kibocsátott fényenergia mennyisége. Motornál ez a forgó rész kinetikus energiája. Egy televízió esetében ez a belőle kibocsátott fény- és hangenergia. Az elvégzett munka százalékos arányát a teljes leadott energiához viszonyítva „hatékonyságnak” nevezzük. Az elvégzett munka mindig kevesebb, mint a teljes leadott energia, mivel bizonyos mértékű hőleadás elkerülhetetlen. Ezért 100%-os hatékonyságú rendszerek lehetetlenek. Még egy teljesen mechanikus rendszer is elvezeti a hőt a súrlódás miatt.
Mi a különbség a hőelvezetés és az elvégzett munka között?
1. Az elvégzett munka a kívánt teljesítményre átalakított energia mennyisége, ahol a hőleadás a hőként elpazarolt energia.
2. Az elvégzett munka a kívánt rész, a hőelvezetés pedig nem kívánt.
3. Bár nemkívánatos, a hőleadás a fizika törvényei szerint nem csökkenthető nullára.
4. Ha az elvégzett munka százalékos aránya a teljes szolgáltatott energiához képest magasabb, a rendszer „nagy hatásfokú”, ahol a rendszer „alacsony hatásfokú”, ha a hőelvezetés magasabb.
