ऊर्जा उपयोग की वास्तविक प्रक्रिया में, ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा को पहले ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जिसे बाद में ऊष्मा इंजन, थर्मोइलेक्ट्रिसिटी, थर्मल रिएक्टर, ब्लैकबॉडी रेडिएशन आदि के माध्यम से यांत्रिक ऊर्जा, विद्युत ऊर्जा, रासायनिक ऊर्जा और प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। पुन: उपयोग के लिए
सामान्यतया, ऊष्मीय ऊर्जा में रूपांतरण के माध्यम से उपयोग की जाने वाली ऊर्जा का उपयोग कुल ऊर्जा के 90 प्रतिशत से अधिक के लिए होता है। समकालीन समाज के सतत विकास के लिए ऊर्जा रूपांतरण के रूपों और विशेषताओं का गहराई से विश्लेषण करना और ऊष्मा ऊर्जा का तर्कसंगत उपयोग करना बहुत महत्वपूर्ण है। ऊर्जा रूपांतरण की प्रक्रिया में, कुल ऊर्जा संरक्षित होती है, लेकिन ऊर्जा की गुणवत्ता अलग होती है।
गुणवत्ता में ऊर्जा का अंतर अनिवार्य रूप से सिस्टम की ऑर्डर डिग्री का अंतर है। एन्ट्रापी द्वारा व्यक्त, मुक्त ऊर्जा ऊर्जा की गुणवत्ता का एक उपाय हो सकता है। ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, ऊर्जा की गुणवत्ता उच्च या निम्न है, और परिवर्तन प्रक्रिया दिशात्मक है। ऊर्जा रूपांतरण में उत्पादन ऊर्जा को आमतौर पर उच्च-श्रेणी की ऊर्जा का उपयोग करने में आसान और निम्न-श्रेणी की ऊर्जा का उपयोग करने में मुश्किल में विभाजित किया जा सकता है। सभी ऊर्जा उपयोग प्रक्रियाओं में, निम्न-श्रेणी की ऊर्जा का उत्पादन और हानि अपरिहार्य है। सामान्यतया, आउटपुट के लिए उपलब्ध ऊर्जा मुख्य रूप से विद्युत ऊर्जा, यांत्रिक कार्य या तापीय ऊर्जा है, जिसमें से विद्युत ऊर्जा और यांत्रिक ऊर्जा उच्च गुणवत्ता वाली ऊर्जा से संबंधित होती है और इसे पूरी तरह से यांत्रिक कार्य में परिवर्तित किया जा सकता है। हालांकि, थर्मल ऊर्जा की गुणवत्ता कम है, और इसका केवल एक हिस्सा यांत्रिक कार्य में परिवर्तित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, वास्तविक जीवन में, कोयले के दहन के बाद निकलने वाली गर्मी का उपयोग पानी उबालने, पकाने और गर्म करने के लिए किया जा सकता है; इसका उपयोग भाप का उत्पादन करने के लिए भी किया जा सकता है, जिसे भाप इंजन द्वारा यांत्रिक ऊर्जा में या भाप टरबाइन जनरेटर द्वारा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है। विद्युत मोटर, लैंप या अन्य विद्युत उपकरणों के माध्यम से विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा, प्रकाश ऊर्जा या आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है।
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