散熱量與完成工作量
我們用電氣、機械或任何其他類型的系統來完成一些工作。例如,我們使用稱為“燈泡”的電氣設備來獲取光線。在燈泡中,電能被轉換成光能(或電磁波)。然而,提供給燈泡的所有電能並不能轉換成光,儘管我們希望它是。一部分電能被轉換成熱(我們不想要),這就是所謂的散熱。實際轉化為光的能量(佔總能量的一定百分比)被稱為“完成的工作”。
散熱
任何動力系統(電的、機械的或任何其他的)都會因摩擦、阻抗、湍流等原因而散失一些熱量。根據熱力學定律,這是一種不必要但不可避免的現象。然而,我們可以通過適當的系統設計來減少散熱量。例如,電氣系統中的“功率因數校正”可以在很大程度上減少散熱。
如果是白熾燈泡,當電流流過燈絲時,熱量就會消散。它不僅發射所需的光波,還發射熱量。與白熾燈相比,節能燈和LED燈泡的散熱量更低。根據熱力學中的“熵”和“卡諾循環”等概念,熱耗散是不可避免的,儘管它可以最小化。
完成的工作
在一個系統中,所完成的工作就是轉化成我們所需要的能量。對於一個燈泡來說,它是它發出的光能量的量。對於電動機來說,它是旋轉部件的動能。對於電視機來說,它是從它發出的光和聲音的能量。完成的功佔總能量供應的百分比稱為“效率”。所完成的功總是小於所提供的總能量,因為一定量的散熱是不可避免的。因此,100%高效的系統是不可能的。即使是一個完全機械的系統,也會因摩擦而散發一些熱量。
散熱量和完成的功有什麼區別?1所完成的功是能量轉化為期望輸出的量,其中熱耗散是作為熱量浪費的能量。完成的工作是需要的部分,散熱是不必要的。雖然不必要,但根據物理定律,散熱量不能降到零。如果完成的功佔總供應能量的百分比較高,則系統為“高效”,如果散熱量較高,則系統為“低效”。 |