Joto Lililopungua dhidi ya Kazi Iliyokamilika
Tunatumia mifumo ya umeme, mitambo au aina nyingine yoyote ili kufanya kazi fulani. Kwa mfano, tunatumia vifaa vya umeme vinavyoitwa ‘bulb’ kupata mwanga. Katika balbu, nishati ya umeme inabadilishwa kuwa nishati ya mwanga (au mawimbi ya sumakuumeme). Hata hivyo, nishati yote ya umeme inayotolewa kwenye balbu haibadilishwi kuwa mwanga, ingawa tunatamani iwe hivyo. Baadhi ya nishati ya umeme hubadilishwa kuwa joto (ambayo hatuitaki), na inajulikana kama utaftaji wa joto. Kiasi cha nishati ambacho kwa hakika kinabadilishwa kuwa mwanga (hii ni asilimia fulani ya jumla ya nishati inayotolewa) inaitwa ‘kazi iliyokamilishwa’.
Joto Limetoweka
Mfumo wowote unaobadilika (wa umeme, wa mitambo au mwingine wowote) huondoa joto fulani kutokana na sababu nyingi kama vile msuguano, kizuizi, mtikisiko n.k. Hili ni jambo lisilotakikana, lakini lisiloweza kuepukika kwa mujibu wa sheria za thermodynamics. Hata hivyo, tunaweza kupunguza kiasi cha utaftaji wa joto kupitia muundo sahihi wa mfumo. Kwa mfano, ‘marekebisho ya kipengele cha nguvu’ katika mifumo ya umeme inaweza kupunguza utengano wa joto kwa kiwango kikubwa zaidi.
Ikiwa ni balbu ya incandescent, joto hutawanywa mkondo wa maji unapopita kwenye nyuzi. Inatoa sio tu mawimbi ya mwanga yaliyohitajika, lakini pia joto. Upotezaji wa joto ni mdogo katika CFL na balbu za LED ikilinganishwa na balbu za incandescent. Kulingana na dhana kama vile ‘entropy’ na ‘Carnot cycle’ katika thermodynamics, utengano wa joto hauwezi kuepukika, ingawa unaweza kupunguzwa.
Kazi Imekamilika
Katika mfumo, kazi iliyokamilishwa ni nishati ambayo imebadilishwa kuwa kile tunachohitaji. Kwa balbu, ni kiasi cha nishati ya mwanga iliyotolewa kutoka humo. Kwa motor, ni nishati ya kinetic ya sehemu inayozunguka. Kwa televisheni, ni nishati nyepesi na sauti inayotolewa kutoka kwayo. Asilimia ya kazi iliyokamilishwa kwa jumla ya nishati inayotolewa inajulikana kama 'ufanisi'. Kazi iliyokamilishwa daima huwa chini ya jumla ya nishati inayotolewa, kwa kuwa kiasi fulani cha utengano wa joto hakiwezi kuepukika. Kwa hiyo, mifumo ya ufanisi 100% haiwezekani. Hata mfumo wa kiufundi kabisa, utatoa joto kwa sababu ya msuguano.
Kuna tofauti gani kati ya Joto Lililotolewa na Kazi Iliyokamilishwa?
1. Kazi iliyokamilishwa ni kiasi cha nishati inayobadilishwa kuwa pato linalohitajika, ambapo utengano wa joto ni nishati inayopotea kama joto.
2. Kazi iliyokamilishwa ndiyo sehemu inayotafutwa, na uondoaji joto hautakikani.
3. Ingawa hautakiwi, utaftaji wa joto hauwezi kupunguzwa hadi sifuri kulingana na sheria za fizikia.
4. Ikiwa asilimia ya kazi iliyokamilishwa kwa jumla ya nishati inayotolewa ni kubwa zaidi, mfumo utakuwa wa 'ufanisi wa hali ya juu', ambapo mfumo ni 'ufaafu wa chini' ikiwa utawanyaji wa joto ni wa juu zaidi.
