放熱量とワークロードの比較

電気的、機械的、あるいはその他の種類のシステムを使って、作業の一部を行います。例えば、私たちは光を得るために「電球」という電気機器を使っています。電球では、電気エネルギーが光エネルギー（または電磁波）に変換されます。しかし、電球に供給された電気エネルギーは、光に変えたいとは思うものの、すべて光に変換されているわけではありません。電気エネルギーの一部は熱（これはいらない）に変換され、これを放熱という。実際に光に変換されたエネルギー量（全体のエネルギーに対する割合）を「仕事量」と呼びます。

放熱

どんな動力システム（電気、機械、その他）でも、摩擦、インピーダンス、乱流などにより多少の熱が失われる。熱力学の法則に従えば、これは不要な現象だが、避けられない現象である。しかし、適切なシステム設計により、放熱量を減らすことは可能です。例えば、電気系統の「力率改善」は、放熱を大きく減らすことができます。

白熱電球の場合、フィラメントに電流が流れると熱は放散される。必要な光波を発するだけでなく、熱も発する。CFLやLED電球は、白熱電球に比べて放熱量が少ない。熱力学の「エントロピー」や「カルノーサイクル」などの概念によれば、熱の放散は避けられないが、最小限に抑えることは可能である。

完成した作品

システムにおいて、行われた仕事は必要なエネルギーに変換されます。電球の場合は、その電球が発する光のエネルギー量です。電気モーターの場合は、回転部分の運動エネルギーである。テレビであれば、それが発する光や音のエネルギーです。供給される全エネルギーに対する仕事の割合を「効率」という。ある程度の放熱は避けられないため、行われる仕事は常に供給されるエネルギーの総和よりも小さくなる。そのため、100％効率の良いシステムはありえない。完全な機械式システムであっても、摩擦により多少の熱は発生します。