Calor dissipada vs treball realitzat
Utilitzem sistemes elèctrics, mecànics o de qualsevol altre tipus per fer alguna feina. Per exemple, utilitzem l'equip elèctric anomenat 'bombeta' per obtenir llum. En una bombeta, l'energia elèctrica es converteix en energia lluminosa (o en ones electromagnètiques). Tanmateix, tota l'energia elèctrica subministrada a una bombeta no es converteix en llum, tot i que volem que ho sigui. Part de l'energia elèctrica es converteix en calor (que no volem), i es coneix com a dissipació de calor. La quantitat d'energia que es converteix realment en llum (aquest és un percentatge de l'energia total subministrada) s'anomena "treball realitzat".
Calor dissipada
Qualsevol sistema dinàmic (elèctric, mecànic o qualsevol altre) dissipa una mica de calor per moltes raons com ara fricció, impedància, turbulència, etc. Aquest és un fenomen no desitjat, però inevitable segons les lleis de la termodinàmica. Tanmateix, podem minimitzar la quantitat de dissipació de calor mitjançant un disseny adequat del sistema. Per exemple, la "correcció del factor de potència" als sistemes elèctrics pot reduir la dissipació de calor en major mesura.
En el cas d'una bombeta incandescent, la calor es dissipa quan el corrent circula pel filament. No només emet ones de llum desitjades, sinó també calor. La dissipació de calor és menor a les bombetes CFL i LED en comparació amb les bombetes incandescents. Segons els conceptes com ara "entropia" i "cicle de Carnot" en termodinàmica, la dissipació de calor és inevitable, tot i que es pot minimitzar.
Treball realitzat
En un sistema, el treball realitzat és l'energia que s'ha convertit en allò que necessitem. Per a una bombeta, és la quantitat d'energia lluminosa que emet. Per a un motor, és l'energia cinètica de la part giratòria. Per a un televisor, és l'energia lluminosa i sonora que s'emet. El percentatge de treball realitzat sobre l'energia total subministrada es coneix com a "eficiència". El treball realitzat és sempre inferior a l'energia total subministrada, ja que una certa quantitat de dissipació de calor és inevitable. Per tant, els sistemes 100% eficients són impossibles. Fins i tot un sistema totalment mecànic, dissiparà una mica de calor a causa de la fricció.
Quina diferència hi ha entre la calor dissipada i la feina realitzada?
1. El treball realitzat és la quantitat d'energia convertida en la sortida desitjada, on la dissipació de calor és l'energia malgastada en forma de calor.
2. El treball realitzat és la part desitjada i la dissipació de calor no és desitjada.
3. Tot i que no es desitja, la dissipació de calor no es pot reduir a zero segons les lleis de la física.
4. Si el percentatge de treball realitzat respecte de l'energia total subministrada és més gran, el sistema és " alta eficiència", on el sistema és "baix eficient" si la dissipació de calor és més alta.
