Съдържание
Индустриалното общество работи поради способността си да преобразува енергия от една форма в друга. Енергията, съдържаща се в бързаща вода, изгаряне на въглища или улавяне на слънчева светлина, превърната в електричество, след това се съхранява в химически батерии за освобождаване в множество други приложения. Когато натискате превключвателя на фенерчето си, участвате в поредица от енергийни преобразувания от бутона до лъча на светлината.
Термодинамика и преобразуване на енергия
При фенерче енергията трябва да се движи от източника на енергия (обикновено батерия) към източника на светлина (често крушка с нажежаема жичка, понякога LED). Въпреки това, всеки път, когато енергията се променя, част от нея се губи като топлина - основен принцип на термодинамиката. Фенерчета, използващи крушки с нажежаема жичка, губят по-голямата част от енергията си като топлина чрез работата на самата крушка. Крушките с нажежаема жичка са добър начин да се затоплите, но не е толкова добър начин да осветите пътя си ефективно.
Батерията
Когато натиснете бутона на електрическа фенерче или фенерче, първото преобразуване на енергия става от самата батерия. Батериите използват метални електроди, поставени в химическа паста, за да съхраняват електричество; като електродът се окислява, той освобождава електрони. При някои батерии този процес е еднопосочен. След като батерията се изтощи, тя е безполезна. Можете да използвате акумулаторни батерии. Възможно е да се добави електричество в тях в процес, който е енергийно ефективен, което ги прави екологична алтернатива на алкали за еднократна употреба.
Крушката
Крушка с нажежаема жичка се състои от вакуумно затворена стъклена камера с тънка телена нишка вътре. Когато електричеството преминава през жицата, съпротивлението го нагрява. Това преобразуване на електричество в топлина е второто преобразуване на енергия в типично фенерче. Това става с почти 100% ефективност. Почти цялата електроенергия отива за производство на топлина, като в електрически радиатор или печка. Те също генерират светлина, както показва червено-оранжевият блясък на елемента.
Светлина и топлина
За да произвежда светлина, нишката трябва да се загрява, докато не светне ярко бяло. Този процес е изключително енергийно неефективен. До 95% от мощността, приложена към крушката, се губи като безполезна топлина, а не осветление. Съвременните фенерчета могат да използват „светодиоди“ или светодиоди, вместо крушки с нажежаема жичка. Светодиодите излъчват светлина директно, без да е необходимо да загряват елемент; това им позволява да прескачат най-разточителното преобразуване на енергия на фенерче.