Soojus hajus vs töö lõpetatud
Mõne töö tegemiseks kasutame elektrilisi, mehaanilisi või muud tüüpi süsteeme. Näiteks valguse saamiseks kasutame elektriseadmeid, mida nimetatakse pirniks. Pirnis muundatakse elektrienergia valgusenergiaks (või elektromagnetlaineks). Kuid kogu elektripirn, mida pirniks tarnitakse, ei muundata valguseks, kuigi me seda soovime. Osa elektrienergiast muundatakse soojuseks (mida me ei soovi) ja seda tuntakse kui soojuse hajumist. Tegelikult valguseks muundatavat energiahulka (see on mingi protsent kogu tarnitavast energiast) nimetatakse „tehtud tööks“.
Soojus hajus
Mis tahes dünaamiline süsteem (elektriline, mehaaniline või mõni muu) hajutab osa soojusest paljudel põhjustel, näiteks hõõrdumine, takistus, turbulents jne. See on termodünaamika seaduste kohaselt soovimatu, kuid vältimatu nähtus. Kuid me saame süsteemi nõuetekohase väljatöötamise abil minimeerida soojuse hajumise hulga. Näiteks võib elektrisüsteemide „võimsusteguri korrigeerimine” vähendada soojuse hajumist suuremal määral.
Hõõglambi korral hajub soojus siis, kui vool läbib hõõgniiti. See kiirgab lisaks soovitud valguslainetele ka soojust. CFL- ja LED-pirnides on soojuse hajuvus väiksem kui hõõglampidel. Vastavalt termodünaamikas kasutatavatele mõistetele nagu entroopia ja Carnoti tsükkel on soojuse hajumine vältimatu, ehkki seda saab minimeerida.
Töö lõpetatud
Süsteemis on tehtud töö energia, mis on muundatud vajalikuks. Pirni puhul on see sellest eraldatava valguse energia hulk. Mootori jaoks on see pöörleva osa kineetiline energia. Televiisori jaoks on see sellest eralduv valgus- ja helienergia. Tehtud töö osakaalu kogu tarnitavast energiast nimetatakse efektiivsuseks. Tehtud töö on alati väiksem kui kogu tarnitav energia, kuna teatud määral soojuse hajumist on vältimatu. Seetõttu on 100% tõhusad süsteemid võimatud. Isegi täiesti mehaaniline süsteem hajutab hõõrdumise tõttu osa soojusest.
Mis vahe on hajutatud soojusel ja lõpetatud tööl?
1. Tehtud töö on soovitud väljundiks muundatud energia hulk, kus soojuse hajumine on soojuseks raisatud energia.
2. Tehtud töö on soovitud osa ja soojuseraldus on soovimatu.
3. Ehkki soovimatu, ei saa soojuse hajumist füüsikaseaduste kohaselt nulli viia.
4. Kui tehtud töö protsent kogu tarnitavast energiast on suurem, on süsteem „kõrge efektiivsusega”, kus süsteem on „madala efektiivsusega”, kui soojuse hajuvus on suurem.
