Dissipazione di calore vs lavoro compiuto
Usiamo sistemi elettrici, meccanici o di qualsiasi altro tipo per svolgere un lavoro. Ad esempio, usiamo l'apparecchiatura elettrica chiamata "lampadina" per ottenere la luce. In una lampadina, l'energia elettrica viene convertita in energia luminosa (o in onde elettromagnetiche). Tuttavia, tutta l'energia elettrica fornita in una lampadina non viene convertita in luce, sebbene desideriamo che lo sia. Parte dell'energia elettrica viene convertita in calore (cosa che non vogliamo) ed è nota come dissipazione del calore. La quantità di energia che viene effettivamente convertita in luce (questa è una certa percentuale dell'energia totale fornita) è chiamata "lavoro svolto".
Dissipazione di calore
Qualsiasi sistema dinamico (elettrico, meccanico o qualsiasi altro) dissipa un po 'di calore per molte ragioni come attrito, impedenza, turbolenza, ecc. Questo è un fenomeno indesiderato, ma inevitabile secondo le leggi della termodinamica. Tuttavia, possiamo ridurre al minimo la quantità di dissipazione del calore attraverso una corretta progettazione del sistema. Ad esempio, la "correzione del fattore di potenza" nei sistemi elettrici può ridurre la dissipazione del calore in misura maggiore.
Nel caso di una lampadina a incandescenza, il calore viene dissipato quando la corrente scorre attraverso il filamento. Emette non solo le onde luminose desiderate, ma anche il calore. La dissipazione del calore è inferiore nelle lampadine CFL e LED rispetto alle lampadine a incandescenza. Secondo concetti come "entropia" e "ciclo di Carnot" in termodinamica, la dissipazione del calore è inevitabile, sebbene possa essere minimizzata.
Lavoro compiuto
In un sistema, il lavoro svolto è l'energia che è stata convertita in ciò di cui abbiamo bisogno. Per una lampadina, è la quantità di energia luminosa emessa da essa. Per un motore, è l'energia cinetica della parte rotante. Per un televisore, è l'energia luminosa e sonora emessa da esso. La percentuale di lavoro svolto rispetto all'energia totale fornita è nota come "efficienza". Il lavoro svolto è sempre inferiore all'energia totale fornita, poiché una certa quantità di dissipazione del calore è inevitabile. Pertanto, sistemi efficienti al 100% sono impossibili. Anche un sistema totalmente meccanico, dissiperà del calore dovuto all'attrito.
Qual è la differenza tra Dissipazione di calore e Lavoro compiuto?
1. Il lavoro svolto è la quantità di energia convertita nell'output desiderato, dove la dissipazione del calore è l'energia sprecata come calore.
2. Il lavoro svolto è la parte desiderata e la dissipazione del calore è indesiderata.
3. Sebbene indesiderato, la dissipazione del calore non può essere ridotta a zero secondo le leggi della fisica.
4. Se la percentuale di lavoro svolto rispetto all'energia totale fornita è maggiore, il sistema è "ad alta efficienza", dove il sistema è "a bassa efficienza" se la dissipazione del calore è maggiore.
