Разлика между разсейваната топлина и извършената работа

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 08:37

Разсеяна топлина срещу изпълнена работа

Използваме електрически, механични или всякакви други системи, за да свършим някаква работа. Например използваме електрическото оборудване, наречено „крушка“, за да получим светлина. В крушката електрическата енергия се превръща в светлинна енергия (или в електромагнитни вълни). Въпреки това, цялата електрическа енергия, доставена в крушка, не се преобразува в светлина, въпреки че ние искаме тя да бъде. Част от електрическата енергия се превръща в топлина (която ние не искаме) и е известна като разсейване на топлината. Количеството енергия, което всъщност се преобразува в светлина (това е някакъв процент от общата доставена енергия), се нарича „извършена работа“.

Разсеяна топлина

Всяка динамична система (електрическа, механична или друга) разсейва малко топлина поради много причини като триене, импеданс, турбулентност и т.н. Това е нежелано, но неизбежно явление според законите на термодинамиката. Въпреки това можем да сведем до минимум количеството на разсейване на топлината чрез подходящ дизайн на системата. Например, „корекция на фактора на мощността“в електрическите системи може да намали разсейването на топлината в по-голяма степен.

В случай на крушка с нажежаема жичка, топлината се разсейва, когато токът тече през нажежаемата жичка. Той излъчва не само желаните светлинни вълни, но и топлина. Разсейването на топлината е по-ниско при CFL и LED крушките в сравнение с крушките с нажежаема жичка. Според понятията като „ентропия“и „цикъл на Карно“в термодинамиката, разсейването на топлината е неизбежно, макар че може да бъде сведено до минимум.

Работата завършена

В една система завършената работа е енергията, която е превърната в това, от което се нуждаем. За крушка това е количеството светлинна енергия, излъчвано от нея. За мотора това е кинетичната енергия на въртящата се част. За телевизия това е светлинна и звукова енергия, излъчвана от него. Процентът на извършената работа от общата доставена енергия е известен като „ефективност“. Извършената работа винаги е по-малка от общата доставена енергия, тъй като известно количество разсейване на топлината е неизбежно. Следователно, 100% ефективни системи са невъзможни. Дори напълно механична система ще разсее малко топлина поради триене.

Каква е разликата между разсеяна топлина и изпълнена работа?

1. Извършената работа е количеството енергия, преобразувано в желаната мощност, където разсейването на топлината е енергията, загубена като топлина.

2. Извършената работа е желаната част, а разсейването на топлината е нежелано.

3. Макар и нежелано, разсейването на топлината не може да бъде намалено до нула според законите във физиката.

4. Ако процентът на извършената работа към общата доставена енергия е по-висок, системата е „високоефективна“, където системата е „ниско ефективна“, ако разсейването на топлината е по-високо.