Calor disipado vs trabajo realizado
Utilizamos sistemas eléctricos, mecánicos o de cualquier otro tipo para realizar algún trabajo. Por ejemplo, usamos el equipo eléctrico llamado "bombilla" para encender la luz. En una bombilla, la energía eléctrica se convierte en energía luminosa (o en ondas electromagnéticas). Sin embargo, toda la energía eléctrica suministrada a una bombilla no se convierte en luz, aunque deseamos que así sea. Parte de la energía eléctrica se convierte en calor (que no queremos) y se conoce como disipación de calor. La cantidad de energía que realmente se convierte en luz (esto es un porcentaje de la energía total suministrada) se denomina "trabajo realizado".
Calor disipado
Cualquier sistema dinámico (eléctrico, mecánico o cualquier otro) disipa algo de calor debido a muchas razones como fricción, impedancia, turbulencia, etc. Este es un fenómeno no deseado, pero inevitable según las leyes de la termodinámica. Sin embargo, podemos minimizar la cantidad de disipación de calor mediante un diseño adecuado del sistema. Por ejemplo, la 'corrección del factor de potencia' en los sistemas eléctricos puede reducir la disipación de calor en mayor medida.
En el caso de una bombilla incandescente, el calor se disipa cuando la corriente fluye a través del filamento. Emite no solo ondas de luz deseadas, sino también calor. La disipación de calor es menor en las bombillas CFL y LED en comparación con las bombillas incandescentes. Según conceptos como "entropía" y "ciclo de Carnot" en termodinámica, la disipación de calor es inevitable, aunque puede minimizarse.
Trabajo realizado
En un sistema, el trabajo realizado es la energía que se ha convertido en lo que necesitamos. Para una bombilla, es la cantidad de energía luminosa que emite. Para un motor, es la energía cinética de la parte giratoria. Para un televisor, es la energía de luz y sonido que emite. El porcentaje de trabajo realizado sobre la energía total suministrada se conoce como "eficiencia". El trabajo realizado es siempre menor que la energía total suministrada, ya que una cierta cantidad de disipación de calor es inevitable. Por lo tanto, los sistemas 100% eficientes son imposibles. Incluso un sistema totalmente mecánico, disipará algo de calor debido a la fricción.
¿Cuál es la diferencia entre calor disipado y trabajo realizado?
1. El trabajo realizado es la cantidad de energía convertida en la salida deseada, donde la disipación de calor es la energía desperdiciada como calor.
2. El trabajo realizado es la parte deseada y la disipación de calor no es deseada.
3. Aunque no es deseada, la disipación de calor no puede reducirse a cero de acuerdo con las leyes de la física.
4. Si el porcentaje de trabajo realizado sobre la energía total suministrada es mayor, el sistema es de "alta eficiencia", mientras que el sistema es de "baja eficiencia" si la disipación de calor es mayor.
