Industrijsko društvo djeluje zbog svoje sposobnosti pretvaranja energije iz jednog oblika u drugi. Energija sadržana u tekućoj vodi, izgaranju ugljena ili hvatanju sunčeve svjetlosti, pretvorena u električnu energiju, tada se pohranjuje u kemijske baterije za oslobađanje u nizu drugih primjena. Kad pritisnete prekidač na svjetiljci, sudjelujete u nizu pretvorbe energije od gumba do snopa svjetlosti.
Termodinamika i pretvorba energije
U baterijskoj svjetiljci energija se mora premještati s izvora energije (obično baterije) na izvor svjetlosti (često žarulja sa žarnom niti, ponekad LED). Međutim, svaki put kad se energija promijeni, dio se izgubi kao toplina - temeljno načelo termodinamike. Svjetiljke koje koriste žarulje sa žarnom niti gube većinu svoje energije kao toplinu radom samog žarulja. Žarulje sa žarnom niti su dobar način da se ugrijete, ali ne i toliko dobar način da učinkovito osvijetlite svoj put.
Baterija
Kad pritisnete tipku na električnoj baklji ili svjetiljci, prva pretvorba energije dolazi iz same baterije. Baterije koriste metalne elektrode postavljene u kemijsku pastu za pohranu električne energije; dok elektroda oksidira oslobađa elektrone. U nekim je baterijama ovaj postupak jednosmjeran. Jednom kad se baterija isprazni, beskorisna je. Možete koristiti punjive baterije. U njih je moguće dodati električnu energiju u procesu koji je energetski vrlo učinkovit, što ih čini ekološkom alternativom alkalijama za jednokratnu upotrebu.
Žarulja
Žarulja sa žarnom niti sastoji se od vakuumski zatvorene staklene komore s tankom žičanom niti. Kad električna energija prolazi kroz žicu, otpor je zagrijava. Ova pretvorba električne energije u toplinu druga je pretvorba energije u tipičnoj baterijskoj svjetiljci. To se postiže s gotovo 100% učinkovitosti. Prilično sva električna energija ide u proizvodnju topline, poput električnog radijatora ili ploče štednjaka. Oni također generiraju svjetlost, što pokazuje crveno-narančasti sjaj elementa.
Svjetlost i toplina
Da bi proizveo svjetlost, nit se mora zagrijavati dok ne zasvijetli u svijetlo bijeloj boji. Ovaj je postupak izuzetno energetski neučinkovit. Čak 95% snage primijenjene na žarulju gubi se kao beskorisna toplina, a ne kao osvjetljenje. Moderne svjetiljke mogu koristiti "diode koje emitiraju svjetlost" ili LED diode, umjesto žarulja sa žarnom niti. LED diode izravno emitiraju svjetlost, bez potrebe za zagrijavanjem elementa; to im omogućuje da preskoče najotrošniju pretvorbu energije baterijske svjetiljke.