Różnica między rozproszonym ciepłem a wykonaną pracą
Share
Rozproszenie ciepła a praca wykonana
Używamy systemów elektrycznych, mechanicznych lub innego rodzaju do wykonania pewnych prac. Na przykład używamy sprzętu elektrycznego zwanego „żarówką”, aby uzyskać światło. W żarówce energia elektryczna jest przekształcana w energię świetlną (lub w fale elektromagnetyczne). Jednak cała energia elektryczna dostarczana do żarówki nie jest przekształcana w światło, chociaż tego chcemy. Część energii elektrycznej zamienia się w ciepło (czego nie chcemy) i jest to znane jako rozpraszanie ciepła. Ilość energii, która faktycznie zamienia się w światło (jest to pewien procent całkowitej dostarczonej energii), nazywa się „wykonaną pracą”.
Rozpraszane ciepło
Każdy układ dynamiczny (elektryczny, mechaniczny lub inny) rozprasza część ciepła z wielu powodów, takich jak tarcie, impedancja, turbulencja itp. Jest to niepożądane, ale nieuniknione zjawisko zgodnie z prawami termodynamiki. Możemy jednak zminimalizować rozpraszanie ciepła poprzez odpowiednią konstrukcję systemu. Na przykład „korekcja współczynnika mocy” w systemach elektrycznych może w większym stopniu zmniejszyć rozpraszanie ciepła.
W przypadku żarówki, ciepło jest rozpraszane, gdy prąd przepływa przez żarnik. Emituje nie tylko pożądane fale świetlne, ale także ciepło. Rozpraszanie ciepła jest niższe w żarówkach CFL i LED w porównaniu do żarówek. Zgodnie z pojęciami takimi jak „entropia” i „cykl Carnota” w termodynamice rozpraszanie ciepła jest nieuniknione, choć można je zminimalizować.
Praca zakończona
W systemie wykonaną pracą jest energia, która została przetworzona w to, czego potrzebujemy. W przypadku żarówki jest to ilość emitowanej przez nią energii świetlnej. W przypadku silnika jest to energia kinetyczna obracającej się części. W przypadku telewizora jest to emitowana z niego energia świetlna i dźwiękowa. Procent pracy wykonanej do całkowitej dostarczonej energii jest znany jako „wydajność”. Wykonana praca jest zawsze mniejsza niż całkowita dostarczona energia, ponieważ pewna ilość rozproszenia ciepła jest nieunikniona. Dlatego systemy w 100% sprawne są niemożliwe. Nawet całkowicie mechaniczny system rozprasza trochę ciepła z powodu tarcia.
|
Jaka jest różnica między rozpraszaniem ciepła a wykonaniem pracy? 1. Wykonana praca to ilość energii zamieniona na pożądaną moc wyjściową, gdzie rozpraszanie ciepła to energia zmarnowana jako ciepło. 2. Wykonana praca jest pożądaną częścią, a rozpraszanie ciepła jest niepożądane. 3. Chociaż niepożądane, rozpraszanie ciepła nie może być zredukowane do zera zgodnie z prawami fizyki. 4. Jeżeli procent pracy wykonanej w stosunku do całkowitej dostarczonej energii jest wyższy, system jest „wysoce wydajny”, a system jest „mało wydajny”, jeśli rozpraszanie ciepła jest wyższe.
|
