To zatracené vedro: Trápí lidi i počítače!

Termodynamika je svinstvo. Na škole ji nemá ráda většina lidí proto, že je divná, odtažitá a nudná. Její skutečné hrůzy ale pochopíte až ve chvíli, když porozumíte tomu, co nám to vlastně říká. Termodynamika omezuje naši smysluplnou existenci ve vesmíru na poměrně úzký časový řez, ve kterém můžeme odčerpávat energii z jejího zdroje, transformovat ji v kaskádě procesů a zbytek někam odsunout. 

Pokud je energie obecně málo, nemůžeme existovat, jelikož není z čeho. Pokud jí je příliš, nemůžeme existovat, protože neudržíme vlastní strukturu. Pokud není energetický gradient, nemůžeme ji přečerpávat. Vypadá to banálně, ale pokud tyhle podmínky nesplníme, nebude fungovat ani blbý parní stroj. Ideální tepelný stroj by podle Carnotova cyklu měl mít nejvyšší účinnost tehdy, kdyby na straně jeho chladiče byla minimální možná teplota, tedy 0°K, což je pustá teorie – ale díky tomu lze pochopit, že čím je tepleji, tím je účinnost tepelných motorů nižší.

Počítače nepatří mezi tepelné stroje, nepohání je přímo teplo, to v nich vzniká jako vedlejší efekt jejich aktivity. Většina tepla v počítačích je Jouleovo teplo, tedy teplo, které vzniká ve vodiči při průchodu elektrického proudu. Tenhle jev známe od roku 1840 a jak praví moudrost české Wikipedie, „Jouleovo teplo se využívá v tepelných elektrických spotřebičích, jinde je spíše na škodu, protože způsobuje jednak ztrátu elektrické energie, jednak možné tepelné poškození elektrických spotřebičů.“ 

Yep. Jouleovo teplo oceníme v přímotopu, kde vyloženě chceme, aby elektrony rozšťouchaly vodič doruda a ten nám ohřál promrzlé nohy, ale to je asi tak veškeré dobré použití téhle zatracené věci. Ve většině případů Jouleovo teplo pouze prohřívá okolí, což znamená jednak ztráty, a potom to také znamená změnu vlastností obvodů – a to ne k lepšímu. Tranzistory se navíc chovají jako komponenty s proměnlivou rezistivitou – a vyšší rezistivita znamená více vznikajícího tepla. Pokaždé, když tranzistor rozpojí kolektor a emitor, je následuje svého druhu šťouchanec elektrické energie, který se mění na teplo. A čím víc jich je a čím rychleji se spínají, tím je efekt silnější a vzniká více tepla.