Зміст
Індустріальне суспільство працює через свою здатність перетворювати енергію з однієї форми в іншу. Енергія, що міститься в бурхливій воді, спалюванні вугілля або захопленні сонячного світла, перетвореному в електрику, потім зберігається в хімічних акумуляторах для викиду в безліч інших застосувань. Коли ви натискаєте на вимикач ліхтарика, ви берете участь у ряді перетворень енергії від кнопки до променя світла.
Термодинаміка та перетворення енергії
У ліхтарику енергія повинна рухатися від джерела живлення (як правило, акумулятора) до джерела світла (часто лампа розжарювання, іноді світлодіод). Однак щоразу, коли енергія змінюється, частина її втрачається як тепло - основний принцип термодинаміки. Ліхтарики, що використовують лампи розжарювання, втрачають більшу частину своєї енергії у вигляді тепла завдяки роботі самої лампочки. Лампи розжарювання - це хороший спосіб залишатись теплим, але не такий хороший спосіб, щоб ефективно освітлити свій шлях.
Акумулятор
Коли ви натискаєте кнопку на електричному пальнику або ліхтарику, перше перетворення енергії відбувається від самої батареї. Батареї використовують металеві електроди, встановлені в хімічну пасту для зберігання електроенергії; по мірі окислення електрода він вивільняє електрони. У деяких акумуляторах цей процес є одностороннім. Як тільки акумулятор розряджається, його марно. Можна використовувати акумуляторні батареї. Можливе додавання до них електроенергії в процесі енергоефективності, що робить їх екологічною альтернативою одноразових лугів.
Цибулина
Лампочка розжарювання складається із скляної камери з вакуумом із тонкою дротяною ниткою всередині. Коли електроенергія проходить через провід, опір змушує його нагріватися. Це перетворення електроенергії в тепло - це друге перетворення енергії в типовому ліхтарику. Це робиться з майже 100% ефективністю. В основному вся електроенергія йде на виробництво тепла, як в електричному радіаторі або плиті. Вони також генерують світло, як демонструє червоно-помаранчеве світіння елемента.
Світло і тепло
Для отримання світла нитка повинна нагріватися до тих пір, поки вона не стане яскравим білим. Цей процес є надзвичайно енергоефективним. Більше 95% потужності, що подається на лампочку, втрачається як марне тепло, а не освітлення. Сучасні ліхтарики можуть використовувати "світлодіоди" або світлодіоди замість ламп розжарювання. Світлодіоди випромінюють світло безпосередньо, без необхідності нагрівати елемент; це дозволяє їм пропустити найбільш марнотратне перетворення енергії ліхтарика.