Wärmeableitung gegen geleistete Arbeit
Wir verwenden elektrische, mechanische oder andere Systeme, um einige Arbeiten zu erledigen. Zum Beispiel verwenden wir die elektrische Ausrüstung namens "Glühbirne", um Licht zu bekommen. In einer Glühbirne wird elektrische Energie in Lichtenergie (oder in elektromagnetische Wellen) umgewandelt. Die gesamte in eine Glühbirne gelieferte elektrische Energie wird jedoch nicht in Licht umgewandelt, obwohl wir dies wünschen. Ein Teil der elektrischen Energie wird in Wärme umgewandelt (was wir nicht wollen) und wird als Wärmeableitung bezeichnet. Die Menge an Energie, die tatsächlich in Licht umgewandelt wird (dies ist ein gewisser Prozentsatz der insgesamt gelieferten Energie), wird als "geleistete Arbeit" bezeichnet.
Wärmeableitung
Jedes dynamische System (elektrisch, mechanisch oder ein anderes) gibt aufgrund vieler Gründe wie Reibung, Impedanz, Turbulenzen usw. etwas Wärme ab. Dies ist ein unerwünschtes, aber unvermeidbares Phänomen gemäß den Gesetzen der Thermodynamik. Wir können jedoch die Wärmeableitung durch eine ordnungsgemäße Systemkonstruktion minimieren. Beispielsweise kann eine "Leistungsfaktorkorrektur" in elektrischen Systemen die Wärmeableitung in größerem Maße verringern.
Im Falle einer Glühlampe wird Wärme abgeführt, wenn der Strom durch das Filament fließt. Es gibt nicht nur gewünschte Lichtwellen ab, sondern auch Wärme. Die Wärmeableitung ist bei CFL- und LED-Lampen im Vergleich zu Glühlampen geringer. Nach den Konzepten wie "Entropie" und "Carnot-Zyklus" in der Thermodynamik ist eine Wärmeableitung unvermeidbar, kann jedoch minimiert werden.
Arbeit erledigt
In einem System ist geleistete Arbeit die Energie, die in das umgewandelt wurde, was wir brauchen. Für eine Glühbirne ist es die Menge an Lichtenergie, die von ihr emittiert wird. Für einen Motor ist es die kinetische Energie des rotierenden Teils. Für einen Fernseher ist es Licht- und Schallenergie, die von ihm abgegeben wird. Der Prozentsatz der geleisteten Arbeit an der insgesamt gelieferten Energie wird als „Effizienz“bezeichnet. Die geleistete Arbeit ist immer geringer als die insgesamt zugeführte Energie, da eine gewisse Wärmeableitung unvermeidbar ist. Daher sind 100% effiziente Systeme unmöglich. Selbst ein vollständig mechanisches System leitet aufgrund von Reibung etwas Wärme ab.
Was ist der Unterschied zwischen Wärmeableitung und geleisteter Arbeit?
1. Die geleistete Arbeit ist die Energiemenge, die in die gewünschte Leistung umgewandelt wird, wobei die Wärmeableitung die als Wärme verschwendete Energie ist.
2. Die geleistete Arbeit ist der gewünschte Teil, und die Wärmeableitung ist unerwünscht.
3. Obwohl unerwünscht, kann die Wärmeableitung gemäß den Gesetzen der Physik nicht auf Null reduziert werden.
4. Wenn der Prozentsatz der geleisteten Arbeit an der insgesamt zugeführten Energie höher ist, ist das System „hocheffizient“, während das System „niedrigeffizient“ist, wenn die Wärmeableitung höher ist.
