Rozptýlené teplo vs. vykonaná práca
Na vykonanie práce používame elektrické, mechanické alebo iné typy systémov. Napríklad na získanie svetla používame elektrické zariadenie nazývané „žiarovka“. V žiarovke sa elektrická energia premieňa na svetelnú energiu (alebo na elektromagnetické vlny). Všetka elektrická energia dodaná do žiarovky sa však nepremení na svetlo, hoci by sme si to želali. Časť elektrickej energie sa premieňa na teplo (čo nechceme) a je to známe ako rozptyl tepla. Množstvo energie, ktoré sa skutočne premení na svetlo (to je určité percento z celkovej dodanej energie), sa nazýva „dokončená práca“.
Odvádzané teplo
Akýkoľvek dynamický systém (elektrický, mechanický alebo akýkoľvek iný) odvádza určité množstvo tepla z mnohých dôvodov, ako je trenie, impedancia, turbulencia atď. Toto je nežiaduci, ale podľa zákonov termodynamiky nevyhnutný jav. Správnym návrhom systému však môžeme minimalizovať množstvo rozptylu tepla. Napríklad „korekcia účinníka“v elektrických systémoch môže vo väčšej miere znížiť rozptyl tepla.
V prípade žiarovky sa teplo rozptýli, keď prúd preteká vláknom. Vyžaruje nielen požadované svetelné vlny, ale aj teplo. Rozptyl tepla je nižší v CFL a LED žiarovkách v porovnaní s klasickými žiarovkami. Podľa pojmov ako „entropia“a „Carnotov cyklus“v termodynamike je rozptyl tepla nevyhnutný, hoci ho možno minimalizovať.
Práca dokončená
V systéme je vykonaná práca energia, ktorá sa premenila na to, čo potrebujeme. Pre žiarovku je to množstvo svetelnej energie vyžarovanej z nej. Pre motor je to kinetická energia rotujúcej časti. Pre televízor je to svetelná a zvuková energia, ktorá z neho vychádza. Percento vykonanej práce k celkovej dodanej energii je známe ako „účinnosť“. Vykonaná práca je vždy menšia ako celková dodaná energia, pretože určitému množstvu rozptylu tepla sa nedá vyhnúť. Preto nie je možné dosiahnuť 100% účinnosť systémov. Dokonca aj úplne mechanický systém rozptýli určité teplo v dôsledku trenia.
Aký je rozdiel medzi rozptýleným teplom a vykonanou prácou?
1. Uskutočnená práca je množstvo energie premenenej na požadovaný výkon, pričom rozptýlenie tepla je energia, ktorá sa stratí ako teplo.
2. Dokončená práca je požadovaná časť a rozptyl tepla je nežiaduci.
3. Hoci je rozptyl tepla nežiaduci, podľa fyzikálnych zákonov nemožno znížiť na nulu.
4. Ak je percento vykonanej práce k celkovej dodanej energii vyššie, systém je „vysoko účinný“, pričom systém je „nízko účinný“, ak je rozptyl tepla vyšší.
