Industrijska družba deluje zaradi svoje sposobnosti pretvarjanja energije iz ene oblike v drugo. Energija, ki jo vsebuje hitra voda, kurjenje premoga ali zajemanje sončne svetlobe, pretvorjena v električno energijo, se nato shrani v kemične baterije za sprostitev v številnih drugih aplikacijah. Ko pritisnete stikalo na svetilki, sodelujete v nizu pretvorb energije od gumba do snopa svetlobe.
Termodinamika in pretvorba energije
V svetilki se mora energija premakniti od vira energije (navadno baterije) do vira svetlobe (pogosto žarnice z žarilno nitko, včasih LED). Vendar se energija vsakič, ko se oblika spremeni, izgubi kot toplota - temeljno načelo termodinamike. Svetilke, ki uporabljajo žarnice z žarilno nitko, z delovanjem same žarnice izgubijo večino energije kot toplota. Žarnice z žarilno nitko so dober način, da se ogrejete, vendar ne tako dober način, da učinkovito osvetlite svojo pot.
Baterija
Ko pritisnete gumb na električni gorilnik ali svetilko, prva pretvorba energije prihaja iz same baterije. Baterije za shranjevanje električne energije uporabljajo kovinske elektrode, vstavljene v kemično pasto; ko elektroda oksidira, sprosti elektrone. Pri nekaterih baterijah je ta postopek enosmeren. Ko se baterija izprazni, je neuporabna. Uporabite lahko baterije za polnjenje. Električno energijo jim je mogoče dodati v postopku, ki je energetsko zelo učinkovit, zaradi česar so okolju prijazna alternativa alkalijam za enkratno uporabo.
Žarnica
Žarnica z žarilno nitko je sestavljena iz vakuumsko zaprte steklene komore s tanko žico v notranjosti. Ko elektrika prehaja skozi žico, jo upor segreje. Ta pretvorba električne energije v toploto je druga pretvorba energije v tipični svetilki. To se naredi s skoraj 100-odstotno učinkovitostjo. Skoraj vsa električna energija gre za proizvodnjo toplote, kot v električnem radiatorju ali štedilniku. Ti tudi ustvarjajo svetlobo, kar dokazuje rdeče-oranžni sij elementa.
Svetloba in toplota
Za ustvarjanje svetlobe se mora žarilna nitka segrevati, dokler ne zasveti svetlo belo. Ta postopek je izredno neučinkovit. Kar 95% moči žarnice se izgubi kot nekoristna toplota in ne osvetlitev. Sodobne svetilke lahko namesto žarnic z žarilno nitko uporabljajo "svetleče diode" ali LED. LED diode oddajajo svetlobo neposredno, brez potrebe po segrevanju elementa; to jim omogoča, da preskočijo najbolj potratno pretvorbo energije svetilke.