Căldură disipată vs muncă realizată
Folosim sisteme electrice, mecanice sau orice alt tip de sistem pentru a face ceva lucru. 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 transformată în căldură (ceea ce nu vrem) și este cunoscută sub numele de disipare a căldurii. Cantitatea de energie care este de fapt transformată în lumină (acesta este un procent din energia totală furnizată) se numește „munca realizată”.
Căldură disipată
Orice sistem dinamic (electric, mecanic sau oricare altul) disipează o anumită căldură din mai multe motive, cum ar fi fricțiunea, 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 într-o măsură mai mare disiparea căldurii.
În cazul unui bec incandescent, căldura este disipată atunci când curentul curge prin filament. Emite nu numai unde de lumină dorite, ci și căldură. Disiparea căldurii este mai redusă în becurile cu LED-uri și cu LED-uri comparativ cu becurile cu incandescență. Conform conceptelor precum „entropie” și „ciclu Carnot” în termodinamică, disiparea căldurii este inevitabilă, deși poate fi minimizată.
Munca realizată
Într-un sistem, munca realizată este energia transformată în ceea ce avem nevoie. Pentru un bec, este cantitatea de energie luminoasă emisă de acesta. Pentru un motor, este energia cinetică a părții rotative. Pentru un televizor, este lumina și energia sonoră emise de acesta. Procentul de muncă realizat la energia totală furnizată este cunoscut sub numele de „eficiență”. Munca realizată este întotdeauna mai mică decât energia totală furnizată, deoarece o cantitate de disipare a căldurii este inevitabilă. Prin urmare, sistemele 100% eficiente sunt imposibile. Chiar și un sistem total mecanic va disipa o anumită căldură din cauza fricțiunii.
Care este diferența dintre căldură disipată și muncă realizată?
1. Munca realizată este cantitatea de energie transformată în puterea dorită, unde disiparea căldurii este energia irosită ca 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 din fizică.
4. Dacă procentul de muncă realizat la energia totală furnizată este mai mare, sistemul este „de înaltă eficiență”, în cazul în care sistemul este „eficient de scăzut” dacă disiparea căldurii este mai mare.
