POPPUR爱换

标题: 突然想问问物理好的同学，显卡200W的功率，是不是100%都变成热能了？ [打印本页]

作者: Radeon2 时间: 2010-3-17 14:32
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作者: jocover 时间: 2010-3-17 14:34
不是············

作者: Radeon2 时间: 2010-3-17 14:35
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作者: 刘硕鼠 时间: 2010-3-17 14:42
大部分都变了,有点辐射啥的

作者: arkee100 时间: 2010-3-17 14:44
热能（大量），辐射（基本可忽略），动能（风扇），微量未被发现的能量。。。。

作者: fdonline 时间: 2010-3-17 14:46
几乎都是热能，还有风扇的机械能，辐射那是很少一部分

作者: belatedeffort 时间: 2010-3-17 14:49
有一些变成电信号送走（打到显示器上）。要说100%变成热能不太准确。
不过还能变成什么我就不清楚了

作者: dimer 时间: 2010-3-17 15:01
这个问题水平太高了
坐看学习

作者: stalker-cop 时间: 2010-3-17 17:23
这个不需要物理学的好，像我这样的初中水平就可以了。
最终会100%变成热能。

作者: 绿色世界 时间: 2010-3-17 17:28
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作者: westlee 时间: 2010-3-17 17:34
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作者: 阿摩 时间: 2010-3-17 17:37
至少99%直接表现为热能吧

作者: Lein 时间: 2010-3-17 17:50
热能 + 少量的机械能。

其实晶体管是运动的，所以损耗一些机械能。

作者: zhoubi 时间: 2010-3-17 17:51
参考TDP。。。。。。

作者: kulanyee 时间: 2010-3-17 17:54
热能，维持风扇转动的动能，辐射能，还有大家都漏了的，大量电流会产生电场，对附近的物体做微量的功，

作者: WilDroSe 时间: 2010-3-17 17:56
K A O，原来显卡跟电热棒如此相似

作者: huxpin 时间: 2010-3-17 17:58
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作者: 鱼儿水中游 时间: 2010-3-17 18:03
不是说显卡供给显示器电，而是电信号发出时电子运动，电子运动肯定要消耗掉一些吧，再就是风扇机械能，小部分的辐射，大部分是热能散失掉了。

作者: 杰拉德大帝 时间: 2010-3-17 18:09
有大部分转化为热能了，不过这个效率到没见人统计过
但肯定不是最终100%化为热能

作者: tears1995 时间: 2010-3-17 18:15
这都可以讨论啊这里？

作者: cctv861 时间: 2010-3-17 18:19
99.9以上的是热能

作者: tompson823 时间: 2010-3-17 18:35
全部热能，风扇的动能最后还是变成了热能

作者: chenhua007very 时间: 2010-3-17 18:52
本帖最后由 chenhua007very 于 2010-3-17 18:53 编辑

微观上来讲是做功，驱动电子迁移,当然的电子迁移的过程中因为晶体管漏电，电阻损耗还会有一部分转化为内能，是电路都会多少有电阻，一部分损失在逻辑门的开关上，成为热的那一部分以热辐射的形式发射出去，另外一部分热通过散热器和PCB表面的空气交换损失掉。

很久没碰物理了，大学只学习建筑类的力学和热工，很多都忘记了。

作者: BLZ.WOW 时间: 2010-3-17 20:00
一切都是幻觉

作者: 杰拉德大帝 时间: 2010-3-17 20:09
谁说风扇的动能转化为热能了?
如果风扇的动能最终转化为热能,那么风扇转动时做的功,哪来的？

风扇消耗的功率=风扇转动做的功+空气摩擦等阻力产生的热量损耗

按照你们的说法，熵增定律可以修改了

作者: sasan210 时间: 2010-3-17 22:09
受教了，

作者: thinkerl 时间: 2010-3-17 22:36

谁说风扇的动能转化为热能了?
如果风扇的动能最终转化为热能,那么风扇转动时做的功,哪来的？

风扇消耗的 ...
杰拉德大帝发表于 2010-3-17 20:09

熵增定律是啥俺中学物理水平理解不了，

风扇消耗的 =轴承摩擦生热空气摩擦生热导线电阻发热少量电磁辐射，也是某种形式的热能。

作者: 86751213 时间: 2010-3-17 23:02
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作者: hakase 时间: 2010-3-17 23:18

K A O，原来显卡跟电热棒如此相似
WilDroSe 发表于 2010-3-17 17:56

认真看了一下可逆计算，我觉得显卡和电冰箱更为相似。

作者: hakase 时间: 2010-3-17 23:19

熵增定律是啥俺中学物理水平理解不了，

风扇消耗的 =轴承摩擦生热空气摩擦生热导线电阻 ...
thinkerl 发表于 2010-3-17 22:36

还有一些风能：）

作者: 3c2000 时间: 2010-3-17 23:22

热能 + 少量的机械能。

其实晶体管是运动的，所以损耗一些机械能。
Lein 发表于 2010-3-17 17:50

晶体管怎么运动

作者: thinkerl 时间: 2010-3-17 23:31

还有一些风能：）
hakase 发表于 2010-3-17 23:19

那还不是空气摩擦发热。

作者: yuhiyu 时间: 2010-3-17 23:58
风扇将能量传递给空气，产生位移，位移即是势能

作者: 穆赫兰道 时间: 2010-3-18 00:07
从有序能量变味无序的，熵增大

作者: stefxia 时间: 2010-3-18 00:39
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作者: ttianyao 时间: 2010-3-18 10:38
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作者: orta 时间: 2010-3-18 10:44
本帖最后由 orta 于 2010-3-18 11:05 编辑

如果说都转换成了热能动能什么的那么能量就不守恒了因为最终你在显示器上得到了信息信息也是能量的一种形式所以不能说都转换成了热能

作者: caoyuxin 时间: 2010-3-18 11:03
显卡进行计算了当然大部分电能变成智能了。。

作者: mordor10 时间: 2010-3-18 11:08
有些变成了电磁波飞向茫茫无际的宇宙，最后被外星人截获，外星人飞船正飞向楼主小窝中，预计1000万年后到达。

作者: super656 时间: 2010-3-18 11:15
全变热能............... 热得快也没这么效率啊

作者: akcadia 时间: 2010-3-18 11:23
从这个帖子的人可以看出……
高中物理普及是多么需要，大学物理大家都没学好。

从本质上来说，显卡核心部分，都是由于晶体管构成的，而晶体管，你可以简单的看成是一个“开关”
控制电流进出的开关，或者堪称是数据“o1”的开关。整个晶体管运动的过程，就是开关的过程。
所以电能大部分都转换成了机械能或动能。他们在做工的同时，产生了热量。

而晶体管并不是为了产生热量才形成的。只是看转换效率高或者低而已，这个我没有数据，也算不出，估计可以计算一下输入电流，损耗，以及产生热能，最终计算出晶体管做有用工的效率有多高吧。但是我觉得晶体管做工应该是很高效的，估计应该在70%以上。

作者: phenikx 时间: 2010-3-18 11:28
电炉子都不能100%转换成热能，何况显卡

作者: CoreSolo 时间: 2010-3-18 11:40

熵增定律是啥俺中学物理水平理解不了，

风扇消耗的 =轴承摩擦生热空气摩擦生热导线电阻 ...
thinkerl 发表于 2010-3-17 22:36

不准确。建议自修大学物理和热力学原理……

作者: CoreSolo 时间: 2010-3-18 11:41

从这个帖子的人可以看出……
高中物理普及是多么需要，大学物理大家都没学好。

从本质上来说，显卡核心 ...
akcadia 发表于 2010-3-18 11:23

纯晶体管上消耗的功率，转换成热量应当是99%以上。

作者: acqwer 时间: 2010-3-18 13:50
根据U区的某些高人的说法，AMD的CPU会产生计算能，所以AMD本家的显卡可能也能吧。

作者: thinkerl 时间: 2010-3-18 15:31

从这个帖子的人可以看出……
高中物理普及是多么需要，大学物理大家都没学好。

从本质上来说，显卡核心部分，都是由于晶体管构成的，而晶体管，你可以简单的看成是一个“开关”
控制电流进出的开关，或者堪称是数据“o1”的开关。整个晶体管运动的过程，就是开关的过程。
所以电能大部分都转换成了机械能或动能。他们在做工的同时，产生了热量。

而晶体管并不是为了产生热量才形成的。只是看转换效率高或者低而已，这个我没有数据，也算不出，估计可以计算一下输入电流，损耗，以及产生热能，最终计算出晶体管做有用工的效率有多高吧。但是我觉得晶体管做工应该是很高效的，估计应该在70%以上。
akcadia 发表于 2010-3-18 11:23

我笑了，。。。。。。

作者: dxjzzqbx 时间: 2010-3-18 15:51

从这个帖子的人可以看出……
高中物理普及是多么需要，大学物理大家都没学好。

从本质上来说，显卡核心 ...
akcadia 发表于 2010-3-18 11:23

原来都转变成了机械能 .....牛人啊

作者: 我有3个马甲 时间: 2010-3-18 16:29
有一部分转换成暗能量，找不到了

作者: niub 时间: 2010-3-18 16:41
LZ是想发明新的取暖器吗

作者: 悠悠乐 时间: 2010-3-18 17:06
又不是永动机怎么可能100%转变成一种能量？

作者: kof2000cz 时间: 2010-3-18 17:12
热能，电子的动能，还有风扇的机械能。么的唠

作者: jg8215 时间: 2010-3-18 17:41
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作者: logMsg 时间: 2010-3-18 20:58
99.9%以上转化为热能，少部分推动空气流动最终还是空气热能。更少部分以电磁辐射释出，最终被空间物体吸收，如机箱，以热量形式存在，最后耗散于空气中。

所谓0/1态转换并非机械开关，而是高低电平的切换，这有电流流过晶体管，都会产生焦耳热，因为这个通路并非超导体，实质上跟普通电阻丝差别不大。。。。

作者: Kevsun 时间: 2010-3-19 02:07
有无功部分的。很复杂。。

作者: 世纪英盲 时间: 2010-3-19 02:28
大家有想过没有，为什么会产生那么多的热能

作者: rinei 时间: 2010-3-19 09:15
除了电子的，都是热能吧

LS的那个大学物理超级好的，我无语

作者: akcadia 时间: 2010-3-19 10:39
本帖最后由 akcadia 于 2010-3-19 10:46 编辑

回复 48# CoreSolo

就算是电阻都不可能达到100%的热能转换，90%都不可能
晶体管更不可能。
有谁能发个晶体管工作状态出来。那样更可以形象的进行理解。
在晶体管内部，都是由硅组成的，你像一个简单的晶体管来说。
形象点的表示，就是一部分有A杂质的硅，里面是正电子，另一部分是B杂质的硅，里面是负电子。
A和B分开别合成的这个硅，形成了一个“电子开关”，又分为A出。B进.A进。通过在B进与A进之间形成一个开关的过程。每一个开关的过程，都是电子移动的过程。在电流输入正或者负的时候，形成不同的通路。
这个电子移动的过程不是电流转换成动能是什么？

至于产生的热量，只能说是“无用功”的一个表现。

作者: akcadia 时间: 2010-3-19 10:41

除了电子的，都是热能吧

LS的那个大学物理超级好的，我无语
rinei 发表于 2010-3-19 09:15

请看62楼。

PS,我大学物理学的是光子物理，化学物理。
估计你听都没听过这些科目吧？
我没说过我自己大学物理超级好。事实上，我的大学物理真的很差……
大一学年考试。补考4次才过，还是靠和老师熟才混过去的。

作者: mordor10 时间: 2010-3-19 10:47
智能也需要能量吗？难道爱因斯坦比一个傻子每天多消耗2斤馒头或者牛排？

作者: duwei43 时间: 2010-3-19 10:49
根据热力学第二定律，作为一个“孤立”的系统，最终所有的有效能量都将转化为热能。
至于ls那些说电加热器的效率也不能达到100%的人，搞错了一点，这个效率是指电转换成可利用热的效率，比如92%的电效率就是说有92%的电转换成了可以利用的热，其余的8%是无法利用的。

作者: zhucheyong 时间: 2010-3-19 12:25
我感觉至少99%以上吧，任何东西说100%都有点过了

作者: lancerevo5 时间: 2010-3-19 12:31
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作者: logMsg 时间: 2010-3-19 12:49

回复 CoreSolo

就算是电阻都不可能达到100%的热能转换，90%都不可能
晶体管更不可能。
有谁能 ...
akcadia 发表于 2010-3-19 10:39

真的无语了，您确定您真的上过大学？

你想表达的是PN结吧？一个PN结离数字电路表示一个0/1态的基本单元还差远了

作者: tonywush 时间: 2010-3-19 13:55
还有光能～～

作者: garou 时间: 2010-3-19 14:01
200W,烧开水略显不够

作者: akcadia 时间: 2010-3-19 15:16
回复 68# logMsg

是PN结，我留学，不知道国内怎么形容这个词

你读过大学，我也想知道GPU核心产生的到底是动能还是热能，谁来解释下

作者: shwwz 时间: 2010-3-19 15:39
一半热能,一半原力,也就是小宇宙能量

作者: zgmfx10akira 时间: 2010-3-19 17:48
应该有一部分是用来给电子振动提供能量吧，全部转换成热能，你当热得快啊？

作者: gxgx 时间: 2010-3-19 18:48
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作者: 0603050306 时间: 2010-3-19 19:13
显然是99.9999%变成了热能最后的一点经过各种转换也变成了热能

作者: racingstar 时间: 2010-3-19 21:33
mos管的开关状态变化是靠电子和电穴移动产生的，这个是毋庸置疑的，那么这部分的电势能从哪里来的呢？
芯片就是由有限个mos管单位组成的，电子和电穴移动后，其电势能必然变化，显然就是有效电功转化为了芯片晶体管的电势能了。当然，由于集成电路的特性，大部分的电功都转化为了无效的热能。
至于除芯片外的其他能量转化，就没有必要讨论了吧，这个大家都知道。

作者: pavilion 时间: 2010-3-19 22:30
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作者: logMsg 时间: 2010-3-19 23:45
本帖最后由 logMsg 于 2010-3-19 23:47 编辑

回复 logMsg

是PN结，我留学，不知道国内怎么形容这个词

你读过大学，我也想知道GP ...
akcadia 发表于 2010-3-19 15:16

GPU是啥？集成电路
集成电路是啥？有限个晶体管集和部分金属导体（内部）
给GPU加电，电流从电源正端出发流经芯片，从地线回到电源负端，半导体材料的晶体管们虽然属于半导体，但是有电阻R，还有寄生结电容、电感，出发GPU是超导体做的，剩下的不需要多讲了。
没有人的显卡通了电后会飞起来吧？

哥没真正上过大学，偶尔旁听过电磁学、电动力学、理论力学、光学、狭义相对论、量子力学、数学物理方法、半导体物理学、固体物理学等，不一一列举了，那学校相当不厚道，勒令俺每年交钱然后领两个证滚蛋。

作者: racingstar 时间: 2010-3-21 13:29

GPU是啥？集成电路
集成电路是啥？有限个晶体管集和部分金属导体（内部）
给GPU加电， ...
logMsg 发表于 2010-3-19 23:45

呵呵，log兄，就芯片层面上讲，总结一句话就是输入电功转化为其他功，转化中，无效热功占绝大多数。芯片内部晶体管上的电阻什么的，其实都可以不考虑，正常的情况下，切割出芯片的晶圆都是半导体，金属针脚部分的损耗可基本忽略。对于半导体而言，通电后，电子和电穴的排列会变化，产生这些电势能变化的做功就是电功转化的有效功。其实，没必要想的太复杂，只是定性分析不是定量分析。
另外，看帖子上有人提到的熵增原理：在孤立系统中，实际发生的过程总使整个系统的熵值增大，此即熵增原理。这个不适合讨论在芯片做功上，芯片毕竟不是孤立系统。我举个例子，一杯水，滴入一滴墨水，这时候，这杯水中的墨水会慢慢扩散，含有墨水的这杯水会从墨水比较集中的有序状态慢慢转化到墨水混合的无序状态，符合熵增的原理。但是如果我持续往这杯水中滴入墨水时，墨水虽然是在扩散，但是浓密区分明显，整杯水的颜色分布是有序的，并不是朝着无序状态转化。芯片做功是有持续的电功在输入的，熵增原理是不适用的。

作者: 见风 时间: 2010-3-21 13:52
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: scowl 时间: 2010-3-21 13:54

智能也需要能量吗？难道爱因斯坦比一个傻子每天多消耗2斤馒头或者牛排？
mordor10 发表于 2010-3-19 10:47

不是你这么搞笑的

5750的功耗比3870低但是比3870更聪明

谢谢

作者: Ju1pX 时间: 2010-3-21 13:56

不是你这么搞笑的

5750的功耗比3870低但是比3870更聪明

谢谢
scowl 发表于 2010-3-21 13:54

5970比3870更聪明？

作者: shiwei21 时间: 2010-3-21 14:36
很无聊，反正转化不了核能！

作者: 西把拉古 时间: 2010-3-21 14:55

等会儿问老婆,她当年硕导是中科院的黄祖恰.应用物理的.
pavilion 发表于 2010-3-19 22:30

哥们在家说到物理问题估计感觉特卑微

作者: logMsg 时间: 2010-3-21 23:10

呵呵，log兄，就芯片层面上讲，总结一句话就是输入电功转化为其他功，转化中，无效热功占绝大多数。芯片内 ...
racingstar 发表于 2010-3-21 13:29

我不知道这里的无效功和有效功应该怎么理解

无论导体、半导体还是绝缘体，内里电子受外加电场驱动定向迁移，行进过程中会受不能移动的晶格阻挡，这个阻力宏观上看就是电阻，不能移动的原子核反过来会受大量电子冲击加速振动，这个加速振动，这就是电势能转化为内能（热能）的根源。热量的产生是必然的，只要有巨量的电子在定向迁移。

空穴（电穴，当年俺教科书上叫空穴）其实就是P型半导体的电子空位，跟电子一样能移动，不过它是正电量，实质上迁移的还是电子。。。。。

对于半导体的电阻能不能忽略，举个简单的例子，一个功率MOS管，给GS极加大小不同的电压，那么DS之间的沟道就是一个会变化的电阻，DS间加个电源，要计算发热，只要用初中学的欧姆定律就行了。

作者: 小苗苗 时间: 2010-3-22 11:31
200W全部是热能的话，早把大家的小腿烤熟了。

作者: racingstar 时间: 2010-3-22 12:47

我不知道这里的无效功和有效功应该怎么理解

无论导体、半导体还是绝缘体，内里电子受外加 ...
logMsg 发表于 2010-3-21 23:10

呵呵，我考虑的方向是通电前后状态的改变。对于芯片而言，在输入电功的作用下，电子和空穴的移动，使得芯片内部的电势能不断的变化，使电势能产生变化的这部分做功就是有效功。正如您说的一样，电子移动改变芯片电势能的过程中，由于受到阻力的缘故，必然会产生热功，这部分热功就是额外的无效功。另外您说的电势能转换为热能，我不是很明白，势能只跟电子的状态有关，电子的分布改变，电势能就改变，不存在电势能转化为热能的说法。本身电势能改变就需要外有做功输入，在改变电子分布的同时，必然要付出额外的热功，而热功占了绝大部分电功，实际改变和维持电子分布的功是很小的。其实，这跟在重力环境下改变一个物体的位置一样，要让物体升高和降低，我做的功就是物体势能的变化和克服空气阻力做的功，实际有效的做功就是势能的变化，无效做功就是克服空气阻力做的功，只不过在芯片而言，这个‘克服空气阻力做的功’比势能变化要大上好多好多倍。

作者: logMsg 时间: 2010-3-22 14:30

呵呵，我考虑的方向是通电前后状态的改变。对于芯片而言，在输入电功的作用下，电子和空穴的移动，使得芯 ...
racingstar 发表于 2010-3-22 12:47

如果要从电势能看，可以这么理解，给芯片加电，位于芯片电源输入负极的电子群拥有高势能，在外加电场的驱动下迁移到芯片电源正极后，势能降低。
电子（空穴）迁移阻力来自晶格（N型或P型材料的原子除去电子或空穴的那部分结构）间的正（负）电荷引力场，类似原子核对电子的引力，大量电子空穴定向迁移时，晶格在引力场中受到电子群的扰动，于是振动加剧，原子结构的振动加剧意味着芯片的材料的内能增加了。电子们损失的电势能就让整个芯片“热”起来了。

作者: hjspeeder 时间: 2010-3-22 16:42
有用功是电势能，无用功是热能，向外届释放的途径都是通过热传递导出的

作者: racingstar 时间: 2010-3-22 17:02
本帖最后由 racingstar 于 2010-3-22 17:15 编辑

如果要从电势能看，可以这么理解，给芯片加电，位于芯片电源输入负极的电子群拥有高势能，在外加电场的 ...
logMsg 发表于 2010-3-22 14:30

呵呵，log兄，数电原理我是学过的，PMOS和NMOS的原理是知道的。不过关于原子结构振动的分析，应该已经超过了数电的知识了，按照大物的理解，似乎也说不通，没看到过相关原子结构振动这方面的分析，如果原子核相对固定的话，振动的应该是轨道上的电子，但如果是分析电子的运动的话，得用量子力学的角度去分析，那就是概率分析了，薛定谔方程也是只是知道个公式，没什么了解，毕竟不是专业学习物理的。log兄物理知识确实是丰富，不过芯片做功问题，我还是觉得不需要分析到这么深的微观结构。另外，电势能还是只取决于电子分布，因为电势能是由电场强度决定的，电势能和热能之间并没有转化这种说法，电势能改变的原因是外场强的变化造成的，电势能是和电子的动能相互转化的。

作者: xlem 时间: 2010-3-22 17:29
不可能世上没有100%

作者: iguana 时间: 2010-3-22 18:56
记号一下该贴。

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