A legfontosabb különbség az energia és az exergia között, hogy az energia mennyiségi mérés, míg az exergia minőségi mérés.
Az energia egy anyag azon képessége, hogy munkát végezzen. Ez tehát egy mennyiségi paraméter. De az exergia a maximális munkát adja, amit egy anyag elvégezhet. Ezért ez egy minőségi paraméter. Mindazonáltal mindkét paramétert megmérjük, hogy meghatározzuk azt a teljes hasznos munkát, amelyet egy termodinamikai rendszerből vagy egy anyagból kinyerhetünk.
Mi az energia?
Egy adott anyag energiája az adott anyag munkavégző képessége. Ez egy mennyiségi tulajdonság. Az energiát anyaggá alakíthatjuk egy munka elvégzése vagy az anyag felmelegítése érdekében. Ráadásul ez egy tartósított mennyiség. Az energiamegmaradás törvénye szerint csak az egyik energiaformát tudjuk átalakítani egy másikká, de nem hozhatjuk létre vagy semmisíthetjük meg.
01. ábra: A napenergiát elektromos árammá alakíthatjuk.
Az energia mérésének SI mértékegysége a joule (J). Az energia számos formáját ismerjük; potenciális energia, mozgási energia, rugalmas energia, kémiai energia, hőenergia, sugárzási energia stb. Ennél is fontosabb, hogy az adott anyagban lévő energiakészleteket két kategóriába sorolhatjuk: potenciális energia, amely az anyagban tárolódik, és kinetikus energia, amely az anyag mozgása határozza meg. Ez a két kategória elegendő az összes többi energiaforma leírására.
Mi az az exergia?
Az exergia egy termodinamikai kifejezés, amely leírja azt a maximális hasznos munkát, amelyet egy anyag végezhet a rendszernek a hőtárolóval való egyensúlyba hozása során. Más szóval, ez a maximális hasznos munka, amit egy rendszerből kivonhatunk, ha az reverzibilisen egyensúlyba kerül a környezetével. Sőt, ez a rendszer képessége a fizikai munka elvégzésére.
Ennél is fontosabb, hogy az exergia az energiaminőség mércéje. Itt a minőség a fizikai munkavégzés képességét jelenti. Az ilyen fizikai munkára példa a tárgy mozgásával szembeni ellenállás leküzdésének képessége. Ezen túlmenően ezt a minőséget a rendszer vagy az anyag környezetére tekintettel határozzuk meg.
Ezen kívül egy anyag vagy rendszer exergiáját is elpusztíthatjuk (ellentétben az energiával) az átalakulások során. Például az energia alacsony hőmérsékletű hulladékhővé alakítható. Ez csökkenti az energia minőségét. A kibocsátás és a hulladékhő összege mindig egyenlő a teljes bemenettel. Az exergia mértékegysége azonban ugyanaz, mint az energia mértékegysége.
Mi a különbség az energia és az erőlködés között?
Egy adott anyag energiája az adott anyag azon képessége, hogy munkát végezzen, míg az exergia egy termodinamikai kifejezés, amely leírja azt a maximális hasznos munkát, amelyet egy anyag végezhet a rendszernek a hőtárolóval való egyensúlyba hozása során. Ezenkívül az anyag energiája arra a munkára utal, amelyet el tud végezni, míg az exergia a maximálisan elvégezhető munkára utal. Az energiával ellentétben az exergia megsemmisülhet a folyamat során. Emellett az anyag energiája mennyiségi, míg az exergia minőségi paraméter. Ez a legfontosabb különbség az energia és az exergia között.
Az alábbi infografika táblázatos formában mutatja be az energia és az exergia közötti különbséget a gyors áttekintés érdekében.
Összefoglaló – Energia kontra Exergia
Az energia és az exergia a termodinamikai rendszerek vagy anyagok két összefüggő paramétere. Bár sok különbség van köztük, az energia és az exergia közötti különbséget úgy határozhatjuk meg; az energia mennyiségi mérés, míg az exergia minőségi mérés.
