Razlika med razdeljeno toploto in opravljenim delom
Share
Razpršena toplota v primerjavi z izvedenim delom
Za delo opravimo električne, mehanske ali katere koli druge vrste sistemov. Na primer, za pridobivanje svetlobe uporabljamo električno opremo, imenovano "žarnica". V žarnici se električna energija pretvori v svetlobno (ali v elektromagnetne valove). Vendar se vsa električna energija, ki se dovaja v žarnico, ne pretvori v svetlobo, čeprav si tega želimo. Nekaj električne energije se pretvori v toploto (česar nočemo), poznamo pa jo kot odvajanje toplote. Količino energije, ki se dejansko pretvori v svetlobo (to je nek odstotek celotne dobavljene energije), imenujemo "opravljeno delo".
Odvzeta toplota
Vsak dinamični sistem (električni, mehanski ali kateri koli drug) odvaja nekaj toplote zaradi številnih razlogov, kot so trenje, impedanca, turbulenca itd. To je nezaželen, vendar neizogiben pojav v skladu s zakoni termodinamike. Vendar lahko zmanjšamo količino odvajanja toplote s pravilno zasnovo sistema. Na primer, "korekcija faktorja moči" v električnih sistemih lahko v večji meri zmanjša odvajanje toplote.
Pri žarnici z žarilno nitko se toplota razprši, ko tok teče skozi žarilno nitko. Ne oddaja le želenih svetlobnih valov, ampak tudi toploto. Odvzem toplote je pri CFL in LED žarnicah nižji v primerjavi z žarnicami z žarilno nitko. Po konceptih, kot sta entropija in Carnotov cikel v termodinamiki, je odvajanje toplote neizogibno, čeprav jo je mogoče minimizirati.
Delo izvedeno
V sistemu opravljeno delo je energija, ki je spremenjena v tisto, kar potrebujemo. Za žarnico je količina svetlobe, ki jo oddaja. Za motor je kinetična energija vrtečega se dela. Za televizijo se iz nje oddaja svetloba in zvočna energija. Odstotek opravljenega dela v celotni dobavljeni energiji je znan kot 'učinkovitost'. Delo, ki je opravljeno, je vedno manjše od celotne dobavljene energije, saj je nekatera količina odvajanja toplote neizogibna. Zato so stoodstotno učinkoviti sistemi nemogoči. Celo popolnoma mehanski sistem bo zaradi trenja izgubil nekaj toplote.
|
Kakšna je razlika med odvajano toploto in opravljenim delom? 1. Delo je količina energije, pretvorjena v želeni izhod, pri čemer je odvajanje toplote porabljena kot toplota. 2. Opravljeno delo je želeni del, odvajanje toplote pa je nezaželeno. 3. Kljub neželenemu odvajanju toplote po zakonih fizike ni mogoče zmanjšati na nič. 4. Če je odstotek opravljenega dela v celotni dobavljeni energiji višji, je sistem "visoko učinkovit", kjer je sistem "nizko učinkovit", če je odvajanje toplote večje.
|
