Siltums izkliedēts pret paveikto darbu
Mēs izmantojam elektriskās, mehāniskās vai jebkura cita veida sistēmas, lai paveiktu kādu darbu. Piemēram, mēs izmantojam elektriskās iekārtas, ko sauc par "spuldzi", lai iegūtu gaismu. Spuldziņā elektriskā enerģija tiek pārveidota gaismas enerģijā (vai elektromagnētiskajos viļņos). Tomēr visa spuldzei piegādātā elektriskā enerģija netiek pārvērsta gaismā, lai gan mēs to vēlamies. Daļa elektroenerģijas tiek pārvērsta siltumā (ko mēs nevēlamies), un to sauc par siltuma izkliedi. Enerģijas daudzumu, kas faktiski tiek pārvērsts gaismā (tas ir daži procenti no kopējās piegādātās enerģijas), sauc par “paveikto darbu”.
Siltums izkliedēts
Jebkura dinamiska sistēma (elektriska, mehāniska vai jebkura cita) izkliedē daļu siltuma daudzu iemeslu dēļ, piemēram, berzes, pretestības, turbulences utt. dēļ. Tā ir nevēlama, bet neizbēgama parādība saskaņā ar termodinamikas likumiem. Tomēr mēs varam samazināt siltuma izkliedi, pareizi projektējot sistēmu. Piemēram, “jaudas koeficienta korekcija” elektriskajās sistēmās var vairāk samazināt siltuma izkliedi.
Kvēlspuldzes gadījumā siltums tiek izkliedēts, strāvai plūstot caur kvēldiegu. Tas izstaro ne tikai vēlamos gaismas viļņus, bet arī siltumu. Siltuma izkliede ir zemāka CFL un LED spuldzēs, salīdzinot ar kvēlspuldzēm. Saskaņā ar tādiem jēdzieniem kā “entropija” un “Karno cikls” termodinamikā siltuma izkliede ir neizbēgama, lai gan to var samazināt līdz minimumam.
Paveikts darbs
Sistēmā paveiktais darbs ir enerģija, kas ir pārvērsta par mums nepieciešamo. Spuldzei tas ir no tās izstarotās gaismas enerģijas daudzums. Motoram tā ir rotējošās daļas kinētiskā enerģija. Televizoram tā ir no tā izstarotā gaismas un skaņas enerģija. Paveiktā darba procentuālā daļa no kopējās piegādātās enerģijas ir pazīstama kā “efektivitāte”. Paveiktais darbs vienmēr ir mazāks par kopējo piegādāto enerģiju, jo zināma siltuma izkliede ir neizbēgama. Tāpēc 100% efektīvas sistēmas nav iespējamas. Pat pilnīgi mehāniska sistēma berzes dēļ izkliedēs daļu siltuma.
Kāda ir atšķirība starp izkliedēto siltumu un paveikto darbu?
1. Paveiktais darbs ir enerģijas daudzums, kas pārvērsts vēlamajā izlaidē, kur siltuma izkliede ir enerģija, kas iztērēta kā siltums.
2. Paveiktais darbs ir vēlamā daļa, un siltuma izkliede ir nevēlama.
3. Lai gan tas ir nevēlams, siltuma izkliedi nevar samazināt līdz nullei saskaņā ar fizikas likumiem.
4. Ja paveiktā darba procentuālais daudzums pret kopējo piegādāto enerģiju ir lielāks, sistēma ir “augsta efektivitāte”, kur sistēma ir “zema efektivitāte”, ja siltuma izkliede ir lielāka.
