Odvajanje toplote v primerjavi z opravljenim delom
Za nekaj dela uporabljamo električne, mehanske ali katere koli druge sisteme. Na primer, za pridobivanje svetlobe uporabljamo električno opremo, imenovano "žarnica". V žarnici se električna energija pretvori v svetlobno energijo (ali v elektromagnetne valove). Vendar se vsa električna energija, dovedena v žarnico, ne pretvori v svetlobo, čeprav si to želimo. Del električne energije se pretvori v toploto (česar si ne želimo), znano pa je kot odvajanje toplote. Količina energije, ki se dejansko pretvori v svetlobo (to je določen odstotek celotne dobavljene energije), se imenuje "opravljeno delo".
Odvedena toplota
Vsak dinamični sistem (električni, mehanski ali kateri koli drug) odvaja nekaj toplote zaradi številnih razlogov, kot so trenje, impedanca, turbulenca itd. To je po zakonih termodinamike nezaželen, a neizogiben pojav. Vendar lahko s pravilno zasnovo sistema zmanjšamo količino odvajanja toplote. Na primer, "popravek faktorja moči" v električnih sistemih lahko v večji meri zmanjša odvajanje toplote.
V primeru žarnice z žarilno nitko se toplota odvaja, ko tok teče skozi žarilno nitko. Ne oddaja le želenih svetlobnih valov, temveč tudi toploto. Odvajanje toplote je pri žarnicah CFL in LED nižje kot pri žarnicah z žarilno nitko. V skladu s konceptoma, kot sta "entropija" in "Carnotov cikel" v termodinamiki, je odvajanje toplote neizogibno, čeprav ga je mogoče čim bolj zmanjšati.
Delo opravljeno
V sistemu je opravljeno delo energija, ki je bila pretvorjena v tisto, kar potrebujemo. Za žarnico je količina svetlobne energije, ki jo oddaja iz nje. Za motor je to kinetična energija vrtljivega dela. Za televizijo je to svetlobna in zvočna energija, ki jo oddaja. Odstotek opravljenega dela do celotne dobavljene energije je znan kot "učinkovitost". Opravljeno delo je vedno manjše od celotne dobavljene energije, saj je nekaj odvajanja toplote neizogibno. Zato so 100% učinkoviti sistemi nemogoči. Tudi popolnoma mehanski sistem bo zaradi trenja odnesel nekaj toplote.
Kakšna je razlika med odvajanjem toplote in opravljenim delom?
1. Opravljeno delo je količina energije, pretvorjena v želeni izhod, pri čemer je odvajanje toplote energija, zapravljena kot toplota.
2. Opravljeno delo je iskani del, odvajanje toplote pa je nezaželeno.
3. Čeprav odvajanje toplote v skladu z zakoni v fiziki ni mogoče zmanjšati na nič.
4. Če je odstotek opravljenega dela glede na skupno dobavljeno energijo večji, je sistem „visoko učinkovit“, pri čemer je sistem „nizko učinkovit“, če je odvajanje toplote večje.
