Eksergija i anergija su koncepti u termodinamici koji se koriste za kvantifikaciju korisne energije u sistemu i razliku između korisne i ukupne energije. Ovi pojmovi pomažu u analizi efikasnosti sistema i procesa, posebno u inženjerskim primenama kao što su energetske i procesne industrije.
Eksergija
Eksergija predstavlja maksimalnu količinu korisnog rada koja se može izvući iz sistema kada se on dovede u ravnotežu sa svojom okolinom. To je deo energije u sistemu koji je potencijalno iskorišćen za obavljanje posla u datim uslovima okoline.
Ključne karakteristike eksergije:
- Zavisi od okoline: Eksergija se definiše relativno u odnosu na stanje okoline (temperatura, pritisak).
- Korisna energija: Deo ukupne energije sistema koji može biti pretvoren u mehanički rad ili drugi oblik korisne energije.
- Termodinamička efikasnost: Eksergija je osnova za merenje efikasnosti sistema, jer pokazuje koliki deo energije je efektivno iskorišćen.
Glavni oblici eksergije:
- Termička eksergija: Energija koja se može dobiti iz toplote pri promeni temperature.
- Hemijska eksergija: Energija dostupna iz hemijske reakcije.
- Mehanička eksergija: Energija povezana sa kinetičkom i potencijalnom energijom sistema.
- Električna eksergija: Energija dostupna iz električnih sistema.
Matematička formulacija:
Za sistem koji razmenjuje toplotu sa okolinom:
Gde su:
Anergija
Anergija je deo energije sistema koji ne može obaviti koristan rad. To je energija koja postoji, ali je nepovratno raspršena usled gubitaka poput trenja, disipacije toplote, ili zbog drugih ireverzibilnih procesa.
Ključne karakteristike anergije:
- Nepovratna energija: Deo energije koji se gubi zbog entropije i ireverzibilnosti procesa.
- Neiskoristivi deo energije: Anergija ne može biti pretvorena u rad, čak ni u idealnim uslovima.
- Zavisna od ireverzibilnosti: Više ireverzibilnosti u procesu povećava količinu anergije.
Matematički odnos između energije, eksergije i anergije:
