Kluczowa różnica między energią a egzergią polega na tym, że energia jest miarą ilościową, podczas gdy egzergia jest miarą jakościową.
Energia to zdolność substancji do wykonywania pracy. Jest to zatem parametr ilościowy. Ale egzergia daje maksymalną pracę, jaką może wykonać substancja. Dlatego jest to parametr jakościowy. Jednak mierzymy oba te parametry w celu określenia całkowitej użytecznej pracy, którą możemy wydobyć z układu termodynamicznego lub substancji.
Co to jest energia?
Energia konkretnej substancji to zdolność tej substancji do wykonywania pracy. Jest to właściwość ilościowa. Możemy przekształcić energię w substancję, aby wykonać pracę lub ogrzać substancję. Co więcej, jest to ilość konserwowana. Zgodnie z prawem zachowania energii, możemy tylko przekształcić jedną formę energii w inną, ale nie możemy jej tworzyć ani niszczyć.
Rysunek 01: Możemy przekształcić energię słoneczną w energię elektryczną.
Jednostką SI służącą do pomiaru energii jest dżul (J). Znamy kilka form energii; energia potencjalna, energia kinetyczna, energia sprężystości, energia chemiczna, energia cieplna, energia promieniowania itp. Co ważniejsze, możemy podzielić zasoby energii w danej substancji na dwie kategorie, jako energię potencjalną zmagazynowaną w substancji i energię kinetyczną, która jest zależy od ruchu substancji. Te dwie kategorie wystarczają do opisania wszystkich innych form energii.
Co to jest egzergia?
Egzergia to termin termodynamiczny, który opisuje maksymalną użyteczną pracę, jaką substancja może wykonać podczas procesu doprowadzania układu do stanu równowagi ze zbiornikiem ciepła. Innymi słowy, jest to maksymalnie użyteczna praca, którą możemy wydobyć z systemu, gdy odwracalnie osiąga on równowagę ze swoim otoczeniem. Co więcej, jest to zdolność tego systemu do wykonywania pracy fizycznej.
Co ważniejsze, egzergia jest miarą jakości energii. Tutaj jakość oznacza zdolność do wykonywania pracy fizycznej. Przykładem takiej pracy fizycznej jest umiejętność pokonywania oporów wobec ruchu przedmiotu. Oprócz tego definiujemy tę jakość w odniesieniu do otoczenia systemu lub substancji.
Poza tym możemy zniszczyć egzergię substancji lub układu (w przeciwieństwie do energii) podczas przemian. Na przykład energię można przekształcić w niskotemperaturowe ciepło odpadowe. To obniża jakość energii. Suma mocy wyjściowej i ciepła odpadowego zawsze równa całkowitej mocy wejściowej. Jednak jednostka miary egzergii jest taka sama jak dla energii.
Jaka jest różnica między energią a egzergią?
Energia konkretnej substancji to zdolność tej substancji do wykonywania pracy, podczas gdy egzergia jest terminem termodynamicznym, który opisuje maksymalną użyteczną pracę, jaką substancja może wykonać podczas procesu doprowadzania układu do stanu równowagi z rezerwuarem ciepła. Co więcej, energia substancji odnosi się do pracy, którą może wykonać, podczas gdy egzergia odnosi się do maksymalnej pracy, jaką może wykonać. W przeciwieństwie do energii egzergia może zostać zniszczona podczas procesu. Ponadto energia substancji jest parametrem ilościowym, a egzergia jest parametrem jakościowym. To jest kluczowa różnica między energią a egzergią.
Poniższa infografika przedstawia różnicę między energią a egzergią w formie tabelarycznej dla szybkiego odniesienia.
Podsumowanie – Energia kontra egzergia
Energia i egzergia to dwa powiązane parametry systemów lub substancji termodynamicznych. Chociaż istnieje między nimi wiele różnic, możemy zdefiniować różnicę między energią a egzergią jako; energia jest miarą ilościową, podczas gdy egzergia jest miarą jakościową.
