Karstums izkliedēts vs darbs paveikts
 

Mēs izmantojam elektriskas, mehāniskas vai jebkura cita veida sistēmas, lai paveiktu kādu darbu. Piemēram, gaismas iegūšanai mēs izmantojam elektrisko iekārtu ar nosaukumu “spuldze”. Spuldzē elektriskā enerģija tiek pārveidota par gaismas enerģiju (vai elektromagnētiskiem viļņiem). Tomēr visa spuldzē piegādātā elektriskā enerģija netiek pārveidota gaismā, kaut arī mēs to vēlamies. Daļa elektriskās enerģijas tiek pārveidota siltumā (ko mēs nevēlamies), un to sauc par siltuma izkliedi. Enerģijas daudzumu, kas faktiski tiek pārveidots gaismā (tas ir daži procenti no kopējās piegādātās enerģijas), sauc par “paveikto darbu”.

Siltums izkliedēts

Jebkura dinamiska sistēma (elektriskā, mehāniskā vai jebkura cita) izkliedē siltumu daudzu iemeslu dēļ, piemēram, berzes, pretestības, turbulences utt. Saskaņā ar termodinamikas likumiem tā ir nevēlama, bet neizbēgama parādība. Tomēr, pareizi izstrādājot sistēmu, mēs varam samazināt siltuma izkliedes daudzumu. Piemēram, “jaudas koeficienta korekcija” elektriskās sistēmās var lielākā mērā samazināt siltuma izkliedi.

Kvēlspuldzes gadījumā siltums tiek izkliedēts, kad caur kvēldiegu plūst strāva. Tas izstaro ne tikai vēlamos gaismas viļņus, bet arī siltumu. Siltuma izkliede ir mazāka CFL un LED spuldzēs salīdzinājumā ar kvēlspuldzēm. Saskaņā ar tādiem termodinamikas jēdzieniem kā “entropija” un “Karotona cikls” siltuma izkliedēšana ir neizbēgama, lai gan to var samazināt.

Darbs paveikts

Sistēmā paveiktais darbs ir enerģija, kas ir pārveidota par to, kas mums vajadzīgs. Spuldzei tas ir no tās izstarotās gaismas enerģijas daudzums. Motoram tā ir rotējošās daļas kinētiskā enerģija. Televīzijai tā ir gaismas un skaņas enerģija, ko izstaro tas. Paveiktā darba procentuālā attiecība pret kopējo piegādāto enerģiju tiek saukta par “efektivitāti”. Paveiktais darbs vienmēr ir mazāks par kopējo patērēto enerģiju, jo kaut kāds siltuma izkliedes daudzums ir neizbēgams. Tāpēc 100% efektīvas sistēmas nav iespējamas. Pat pilnīgi mehāniska sistēma berzes dēļ izkliedēs nelielu siltumu.

Kāda ir atšķirība starp siltumā izkaisīto un paveikto darbu? 1. Paveiktais darbs ir enerģijas daudzums, kas pārveidots vēlamajā izvadē, kur siltuma izkliedēšana ir kā siltumenerģija izšķiesta enerģija. 2. Paveiktais ir vēlamā daļa, un siltuma izkliedēšana nav vēlama. 3. Lai arī nevēlama, siltuma izkliedi nevar samazināt līdz nullei saskaņā ar fizikas likumiem. 4. Ja padarītā darba procentuālā attiecība pret kopējo piegādāto enerģiju ir augstāka, sistēma ir “ļoti efektīva”, kur sistēma ir “zemu efektīva”, ja siltuma izkliede ir augstāka.