Θερμότητα που διαχέεται έναντι εργασίας που ολοκληρώθηκε
Χρησιμοποιούμε ηλεκτρικά, μηχανικά ή οποιοδήποτε άλλο είδος συστημάτων για να κάνουμε κάποια εργασία. Για παράδειγμα, χρησιμοποιούμε τον ηλεκτρικό εξοπλισμό που ονομάζεται «λάμπα» για να πάρουμε φως. Σε έναν λαμπτήρα, η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε φωτεινή ενέργεια (ή σε ηλεκτρομαγνητικά κύματα). Ωστόσο, όλη η ηλεκτρική ενέργεια που παρέχεται σε έναν λαμπτήρα δεν μετατρέπεται σε φως, αν και το επιθυμούμε. Μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα (την οποία δεν θέλουμε), και είναι γνωστή ως διάχυση θερμότητας. Η ποσότητα ενέργειας που στην πραγματικότητα μετατρέπεται σε φως (αυτό είναι κάποιο ποσοστό της συνολικής ενέργειας που παρέχεται) ονομάζεται «επιτελεσμένο έργο».
Θερμότητα που διαχέεται
Οποιοδήποτε δυναμικό σύστημα (ηλεκτρικό, μηχανικό ή οποιοδήποτε άλλο) διαχέει κάποια θερμότητα για πολλούς λόγους όπως τριβή, αντίσταση, αναταράξεις κ.λπ. Αυτό είναι ένα ανεπιθύμητο, αλλά αναπόφευκτο φαινόμενο σύμφωνα με τους νόμους της θερμοδυναμικής. Ωστόσο, μπορούμε να ελαχιστοποιήσουμε την ποσότητα της απαγωγής θερμότητας μέσω του κατάλληλου σχεδιασμού του συστήματος. Για παράδειγμα, η «διόρθωση συντελεστή ισχύος» σε ηλεκτρικά συστήματα μπορεί να μειώσει τη διάχυση θερμότητας σε μεγαλύτερο βαθμό.
Σε περίπτωση λαμπτήρα πυρακτώσεως, η θερμότητα διαχέεται όταν το ρεύμα ρέει μέσα από το νήμα. Δεν εκπέμπει μόνο επιθυμητά κύματα φωτός, αλλά και θερμότητα. Η απαγωγή θερμότητας είναι χαμηλότερη στους λαμπτήρες CFL και LED σε σύγκριση με τους λαμπτήρες πυρακτώσεως. Σύμφωνα με τις έννοιες όπως η «εντροπία» και ο «κύκλος Carnot» στη θερμοδυναμική, η διάχυση θερμότητας είναι αναπόφευκτη, αν και μπορεί να ελαχιστοποιηθεί.
Ολοκληρώθηκε εργασία
Σε ένα σύστημα, το έργο που επιτυγχάνεται είναι η ενέργεια που έχει μετατραπεί σε αυτό που χρειαζόμαστε. Για έναν λαμπτήρα, είναι η ποσότητα φωτεινής ενέργειας που εκπέμπεται από αυτόν. Για έναν κινητήρα, είναι η κινητική ενέργεια του περιστρεφόμενου τμήματος. Για μια τηλεόραση, είναι η φωτεινή και ηχητική ενέργεια που εκπέμπεται από αυτήν. Το ποσοστό της εργασίας που ολοκληρώθηκε στη συνολική παρεχόμενη ενέργεια είναι γνωστό ως «απόδοση». Η εργασία που επιτυγχάνεται είναι πάντα μικρότερη από τη συνολική παρεχόμενη ενέργεια, καθώς κάποια ποσότητα απαγωγής θερμότητας είναι αναπόφευκτη. Επομένως, τα 100% αποδοτικά συστήματα είναι αδύνατα. Ακόμη και ένα εντελώς μηχανικό σύστημα, θα διαχέει λίγη θερμότητα λόγω τριβής.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Διασκορπισμένης Θερμότητας και Ολοκληρωμένης Εργασίας;
1. Το έργο που ολοκληρώθηκε είναι η ποσότητα ενέργειας που μετατρέπεται στην επιθυμητή έξοδο, όπου η διάχυση θερμότητας είναι η ενέργεια που καταναλώνεται ως θερμότητα.
2. Η εργασία που ολοκληρώθηκε είναι το ζητούμενο μέρος και η απαγωγή θερμότητας είναι ανεπιθύμητη.
3. Αν και ανεπιθύμητη, η απαγωγή θερμότητας δεν μπορεί να μειωθεί στο μηδέν σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής.
4. Εάν το ποσοστό της εργασίας που έχει επιτελεσθεί στη συνολική παρεχόμενη ενέργεια είναι υψηλότερο, το σύστημα είναι «υψηλής απόδοσης», όπου το σύστημα είναι «χαμηλής απόδοσης» εάν η απαγωγή θερμότητας είναι μεγαλύτερη.
