Conţinut
O societate industrială funcționează datorită capacității sale de a converti energia de la o formă la alta. Energia conținută în apa de presă, arderea cărbunelui sau captarea luminii solare, transformată în energie electrică, este apoi stocată în baterii chimice pentru a fi eliberată într-o serie de alte aplicații. Când apăsați întrerupătorul de pe lanterna, participați la o serie de conversii de energie de la buton la raza de lumină.
Termodinamica și conversia energiei
Într-o lanternă, energia trebuie să treacă de la sursa de energie (în general o baterie) la sursa de lumină (frecvent un bec incandescent, uneori un LED). Cu toate acestea, de fiecare dată când se schimbă energia, o parte din ea se pierde sub formă de căldură - un principiu fundamental al termodinamicii. Lanternele care folosesc becuri incandescente își pierd cea mai mare parte din energie ca și căldură prin funcționarea propriu-zisă a becului. Becurile incandescente sunt o modalitate bună de a rămâne cald, dar nu o modalitate atât de bună de a-ți lumina calea eficient.
Bateria
Când apăsați butonul de pe o torță electrică sau lanternă, prima conversie de energie provine de la bateria în sine. Bateriile folosesc electrozi metalici fixați într-o pastă chimică pentru stocarea energiei electrice; pe măsură ce electrodul se oxidează eliberează electroni. În unele baterii, acest proces este unidirecțional. Odată ce bateria se descarcă, inutilă. Puteți utiliza baterii reîncărcabile. Este posibil să adăugați energie electrică într-un proces extrem de eficient din punct de vedere energetic, făcându-le o alternativă ecologică la alcaline de unică folosință.
Becul
Un bec incandescent este format dintr-o cameră de sticlă sigilată cu vid, cu un filament subțire de sârmă în interior. Când electricitatea trece prin sârmă, rezistența face ca acesta să se încălzească. Această conversie a energiei electrice în căldură este a doua conversie de energie într-o lanternă tipică. Acest lucru se realizează cu o eficiență de aproape 100%. Aproape toată energia electrică intră în producția de căldură, ca într-un radiator electric sau o plită. Acestea generează și lumină, așa cum demonstrează strălucirea roșu-portocaliu a elementului.
Lumina și căldură
Pentru a produce lumină, filamentul trebuie să se încălzească până când strălucește un alb strălucitor. Acest proces este extrem de ineficient energetic. Până la 95% din puterea aplicată becului se pierde sub formă de căldură inutilă decât de iluminare. Lanterne moderne pot utiliza „diode care emit lumină” sau LED-uri, în loc de becuri incandescente. LED-urile emit direct lumina, fără a fi necesară încălzirea unui element; acest lucru le permite să sară cea mai risipă conversie energetică a unei lanterne.