I fysikk er effektivitet definert som en dimensjonsløs størrelse som karakteriserer effektiviteten til en transformasjon, fysisk eller kjemisk. I fysikk karakteriserer størrelsen generelt konverteringen fra en form for energi til en annen.
For et system som utfører en energiomdannelse (transformator, motor, varmepumpe), defineres effektiviteten av noen forfattere som forholdet mellom energien som samles opp ved utgangen og energien som tilføres ved inngangen, som deretter forveksler termodynamisk effektivitet og termodynamisk effektivitet.
Vi kan også skille den "effektive" (eller "industrielle") effektiviteten målt effektivt fra den termodynamiske effektiviteten som følge av teori og beregning. Den teoretiske maksimale effektiviteten til en ditherm-maskin som fungerer i henhold til Carnot-syklusen kalles Carnot efficiency.
Denne definisjonen brukes vanligvis for dermiske eller elektriske motorsystemer, fordi deres maksimale teoretiske termodynamiske effektivitet er mindre enn en. Imidlertid anbefales det ikke å bruke begrepet effektivitet for maskiner der den teoretiske maksimale termodynamiske virkningen er større enn en, for eksempel maskiner med en syklus som mottar omgivende varme, for eksempel en varmepumpe, eller en hvilken som helst maskin. Absorberer annen energien i omgivelsene, naturlig og gratis, for eksempel solcellepanel eller solcellepanel, eller en vindturbin.
Denne definisjonen har derfor et begrenset omfang, og derfor er følgende definisjon mer generell.
For å unngå tvetydigheten i ordforrådet mellom utbytte og termodynamisk effektivitet og å definere en mengde som alltid er mindre enn eller lik 1, er utbyttet også definert av noen forfattere som en dimensjon uten dimensjon som karakteriserer forholdet mellom et systems energieffektivitet og dets maksimale teoretisk effektivitet. Antallet oppnådd gjør det da mulig å sammenligne flere realisasjoner av den samme teoretiske prosessen. Det er derfor en mengde mellom 0 og 1, hvor verdien 1 blir nådd når maksimal effektivitet er nådd, noe som er et ideelt borderline-tilfelle.
For eksempel, når det gjelder dermiske maskiner, er deres maksimale teoretiske effektivitet en Carnot-syklus . Dermed er de eneste dithermiske termiske maskinene som har en ytelse lik en, de ideelle maskiner som fungerer i henhold til en Carnot-syklus .
Alle virkelige systemer utfører mindre enn ett på grunn av irreversibilitetene som går inn i noen reell transformasjon. Den eneste virkelige prosessen hvis effektivitet kan være lik 1 er oppvarming av et lukket volum: alle irreversibiliteter blir til varme og er dermed nyttige.