Rozptýlené teplo vs. práce dokončená
K provedení nějaké práce používáme elektrické, mechanické nebo jiné typy systémů. Například k získání světla používáme elektrické zařízení zvané „žárovka“. V žárovce se elektrická energie přeměňuje na světelnou energii (nebo na elektromagnetické vlny). Veškerá elektrická energie dodaná do žárovky se však nepřemění na světlo, i když bychom si to přáli. Část elektrické energie se přeměňuje na teplo (což nechceme) a je to známé jako rozptyl tepla. Množství energie, které je skutečně přeměněno na světlo (toto je určité procento z celkové dodané energie), se nazývá „dokončená práce“.
Rozptyl tepla
Jakýkoli dynamický systém (elektrický, mechanický nebo jakýkoli jiný) odvádí určité množství tepla z mnoha důvodů, jako je tření, impedance, turbulence atd. Toto je nechtěný, ale podle zákonů termodynamiky nevyhnutelný jev. Správným návrhem systému však můžeme minimalizovat množství rozptylu tepla. Například „korekce účiníku“v elektrických systémech může snížit rozptyl tepla ve větší míře.
V případě žárovky se teplo odvádí, když proud protéká vláknem. Vyzařuje nejen požadované světelné vlny, ale také teplo. U CFL a LED žárovek je rozptyl tepla nižší než u klasických žárovek. Podle pojmů jako „entropie“a „Carnotův cyklus“v termodynamice je rozptyl tepla nevyhnutelný, i když jej lze minimalizovat.
Práce dokončena
V systému je dokončená práce energie, která byla přeměněna na to, co potřebujeme. U žárovky je to množství světelné energie z ní vyzařované. U motoru je to kinetická energie rotující části. Pro televizi je to světelná a zvuková energie z ní vyzařovaná. Procento vykonané práce k celkové dodané energii se nazývá „účinnost“. Vykonaná práce je vždy menší než celková dodaná energie, protože určité množství rozptylu tepla je nevyhnutelné. Proto nejsou 100% účinné systémy nemožné. I zcela mechanický systém odvádí určité teplo v důsledku tření.
Jaký je rozdíl mezi rozptýleným teplem a prací dokončenou?
1. Uskutečněná práce je množství energie přeměněné na požadovaný výstup, kde rozptyl tepla je energie vyplýtvaná jako teplo.
2. Dokončená práce je žádoucí součástí a odvod tepla je nežádoucí.
3. Přestože je rozptyl tepla nežádoucí, nelze podle fyzikálních zákonů snížit na nulu.
4. Pokud je procento vykonané práce k celkové dodané energii vyšší, systém je „vysoce účinný“, kdežto systém je „nízko účinný“, pokud je rozptyl tepla vyšší.
