Odvod tepla vs Práca dokončená
Na vykonanie nejakej práce používame elektrické, mechanické alebo iné typy systémov. Napríklad na osvetlenie používame elektrické zariadenie zvané „žiarovka“. V žiarovke sa elektrická energia mení na svetelnú energiu (alebo na elektromagnetické vlny). Avšak všetka elektrická energia dodávaná do žiarovky sa nepremieňa na svetlo, aj keď by sme si to priali. Časť elektrickej energie sa premieňa na teplo (čo však nechceme) a je známe ako odvod tepla. Množstvo energie, ktorá sa skutočne premení na svetlo (to je určité percento z celkovej dodanej energie), sa nazýva „vykonaná práca“.
Rozptýlené teplo
Akýkoľvek dynamický systém (elektrický, mechanický alebo akýkoľvek iný) rozptyľuje určité teplo z mnohých dôvodov, ako je trenie, impedancia, turbulencia atď. Toto je nežiaduci, ale nevyhnutný jav podľa zákonov termodynamiky. Správnym návrhom systému však môžeme minimalizovať množstvo odvodu tepla. Napríklad „korekcia účinníka“v elektrických systémoch môže vo väčšej miere znížiť odvod tepla.
V prípade žiarovky sa teplo odvádza, keď prúd preteká vláknom. Vydáva nielen požadované svetelné vlny, ale aj teplo. Odvádzanie tepla je nižšie u žiaroviek CFL a LED v porovnaní so žiarovkami. Podľa pojmov ako „entropia“a „Carnotov cyklus“v termodynamike je odvádzanie tepla nevyhnutné, aj keď je možné ho minimalizovať.
Práca dokončená
V systéme je vykonanou prácou energia, ktorá sa premenila na to, čo potrebujeme. Pre žiarovku je to množstvo svetelnej energie, ktorá z nej vychádza. Pre motor je to kinetická energia rotujúcej časti. Pre televíziu je to svetelná a zvuková energia, ktorá z nej vychádza. Percento vykonanej práce na celkovej dodanej energii sa nazýva „účinnosť“. Vykonaná práca je vždy nižšia ako celková dodaná energia, pretože určitému množstvu odvodu tepla sa nedá vyhnúť. Preto sú stopercentne efektívne systémy nemožné. Dokonca aj úplne mechanický systém rozptýli trochu tepla v dôsledku trenia.
Aký je rozdiel medzi rozptýleným teplom a vykonanou prácou?
1. Ukončenou prácou je množstvo energie prevedenej na požadovaný výkon, kde odvod tepla je energia premrhaná ako teplo.
2. Dokončená práca je požadovanou časťou a odvod tepla je nežiaduci.
3. Aj keď je to nežiaduce, nemožno podľa fyzikálnych zákonov znížiť odvod tepla na nulu.
4. Ak je percento vykonanej práce na celkovej dodanej energii vyššie, systém je „vysoko efektívny“, kde je systém „nízko účinný“, ak je vyšší odvod tepla.
