Varmeavledet kontra utført arbeid
Vi bruker elektriske, mekaniske eller andre typer systemer for å få gjort noe arbeid. For eksempel bruker vi det elektriske utstyret som kalles «pære» for å få lys. I en pære omdannes elektrisk energi til lysenergi (eller til elektromagnetiske bølger). Men all den elektriske energien som tilføres en pære blir ikke omdannet til lys, selv om vi ønsker det. Noe av den elektriske energien omdannes til varme (som vi ikke ønsker), og det er kjent som varmespredning. Mengden energi som faktisk omdannes til lys (dette er en prosentandel av den totale energien som tilføres) kalles "arbeidet som er utført".
Varmeavledet
Ethvert dynamisk system (elektrisk, mekanisk eller hvilket som helst annet) sprer noe varme på grunn av mange årsaker som friksjon, impedans, turbulens osv. Dette er et uønsket, men uunngåelig fenomen i henhold til termodynamikkens lover. Imidlertid kan vi minimere mengden varmespredning gjennom riktig systemdesign. For eksempel kan ‘effektfaktorkorreksjon’ i elektriske anlegg redusere varmeavgivelsen i større grad.
I tilfelle av en glødepære, spres varmen når strømmen flyter gjennom glødetråden. Den avgir ikke bare ønskede lysbølger, men også varme. Varmespredningen er lavere i CFL- og LED-pærer sammenlignet med glødepærer. I henhold til konsepter som «entropi» og «Carnot-syklus» i termodynamikk, er varmespredning uunngåelig, selv om den kan minimeres.
Arbeid fullført
I et system er utført arbeid energien som er omdannet til det vi trenger. For en pære er det mengden lysenergi som sendes ut fra den. For en motor er det den kinetiske energien til den roterende delen. For en TV er det lys- og lydenergi som sendes ut fra den. Prosentandelen utført arbeid i forhold til den totale energien som tilføres er kjent som "effektivitet". Utført arbeid er alltid mindre enn den totale energien som tilføres, da en viss mengde varmespredning er uunngåelig. Derfor er 100 % effektive systemer umulig. Selv et helt mekanisk system vil spre litt varme på grunn av friksjon.
Hva er forskjellen mellom varmeavledet og utført arbeid?
1. Utført arbeid er mengden energi som konverteres til ønsket effekt, der varmespredning er energien som kastes bort som varme.
2. Arbeid som er utført er den ønskede delen, og varmeavledning er uønsket.
3. Selv om det er uønsket, kan varmespredning ikke reduseres til null i henhold til lovene i fysikk.
4. Hvis prosentandelen utført arbeid av den totale tilførte energien er høyere, er systemet 'høyeffektivt', hvor systemet er 'laveffektivt' hvis varmespredningen er høyere.
