تفاوت انرژی و اکسرژی

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 740

سپاس: 434

جنسیت:

تماس:

تفاوت انرژی و اکسرژی

پست توسط rohamjpl »

انرژی در طی یک فرآیند نه ایجاد می شود و نه از بین می رود. انرژی از شکلی به شکل دیگر تغییر می کند (نگاه کنید به اولین قانون ترمودینامیک). در مقابل ، اگزرژی همیشه وقتی فرآیندی غیرقابل برگشت است ، از بین می رود ، به عنوان مثال از دست دادن گرما به محیط (نگاه کنید به قانون دوم ترمودینامیک)اکسرژی انرژی است که برای استفاده در دسترس است. پس از رسیدن سیستم و محیط به تعادل ، زوال صفر است. تعیین اکسرژی نیز اولین هدف ترمودینامیک بود.این بسیار با مفهوم آنتروپی گره خورده است. انرژی صرفه جویی می شود ، اما همه آن انرژی برای انجام کارهای مفید در دسترس نیست. بنابراین ، بله ، ارتباطی با برگشت پذیری و برگشت ناپذیری دارد. انرژی و اکسرژی هم مواردی هستند که می توانید برای سیستم های ایده آل محاسبه کنید. برای سیستم های واقعی ، مقدار واقعی انرژی موجود به برخی از جنبه ها بستگی دارد که مدل سازی آنها عملی نیست. اما برای یک سیستم واقعی انرژی صرفه جویی می شود و انرژی اضافی برای انجام کارهای مفید است.ببینید اکسرژی اصطلاحی ترمودینامیکی است که حداکثر کار مفیدی را که یک ماده می تواند در طی فرآیند تعادل سیستم با مخزن حرارتی انجام دهد ، توصیف می کند. به عبارت دیگر ، این حداکثر کار مفیدی است که ما می توانیم از سیستم استخراج کنیم وقتی که یک سیستم به طور برگشت پذیر با محیطش به تعادل برسد. علاوه بر این ، ظرفیت آن سیستم برای انجام کارهای فیزیکی است.
از همه مهمتر ، اگزرژی اندازه گیری کیفیت انرژی است. در اینجا کیفیت به معنای توانایی انجام کارهای بدنی است. نمونه ای از چنین کارهای جسمی توانایی غلبه بر مقاومت در برابر حرکت یک جسم است. علاوه بر این ، ما این کیفیت را با توجه به محیط سیستم یا ماده تعریف می کنیم.
جدا از آن ، ما می توانیم هنگام تحولات ، exergy یک ماده یا سیستم (بر خلاف انرژی) را از بین ببریم. به عنوان مثال ، انرژی را می توان به گرمای اتلاف دمای پایین تبدیل کرد. این باعث کاهش کیفیت انرژی می شود. مجموع خروجی و گرمای اتلاف شده همیشه برابر با کل ورودی است. با این حال ، واحد اندازه گیری اکسرژی همان انرژی است.پس میشه گفت انرژی یک ماده خاص توانایی آن ماده برای انجام کار است در حالی که اکسرژی اصطلاحی ترمودینامیکی است که حداکثر کار مفیدی را که یک ماده می تواند طی فرآیند تعادل سیستم با مخزن گرم انجام دهد ، توصیف می کند. علاوه بر این ، انرژی یک ماده به کاری که می تواند انجام دهد اشاره دارد در حالی که اگزرژی به حداکثر کاری است که می تواند انجام دهد. برخلاف انرژی ، اکسرژی در طی یک فرآیند از بین می رود. علاوه بر این ، انرژی یک ماده یک پارامتر کمی است در حالی که اکسرژی یک پارامتر کیفی است. این تفاوت کلیدی بین انرژی و زوال است.اگر یک محیط مرجع در دنیای واقعی انتخاب شود که مانند یک مخزن نامحدود رفتار کند و توسط سیستم بدون تغییر باقی بماند ، گمانه زنی های کارنو در مورد پیامدهای یک سیستم که به سمت تعادل با زمان پیش می رود ، توسط دو گزاره ریاضی معادل مطرح می شود. بگذارید B ، زوال یا کار موجود با گذشت زمان کاهش یابد ، و Stotal ، آنتروپی سیستم و محیط مرجع آن که در یک سیستم بزرگتر جدا شده با هم محصور شده اند ، با گذشت زمان افزایش می یابد:${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} B}{\mathrm {d} t}}\leq 0{\mbox{ is equivalent to }}{\frac {\mathrm {d} S_{\text{total}}}{\mathrm {d} t}}\geq 0}$برای سیستم های ماکروسکوپی (بالاتر از حد ترمودینامیکی) ، اگر از عبارت زیر برای اکسرژی استفاده شود ، هر دو عبارت قانون دوم ترمودینامیک هستند:${\displaystyle B=U+P_{R}V-T_{R}S-\sum _{i}\mu _{i,R}N_{i}}$تجزیه و تحلیل اگزرژی سیستم
کارایی کلی اکسرژی سیستم با معادله زیر تعریف شده است${\eta }_{overall}^{ex}=\frac{E{x}_{out}}{E{x}_{in}}$Exergy فیزیکی با توجه به معادله زیر محاسبه می شود:$E{x}_{i}^{Ph}={m}_{i}[({h}_{i}-{h}_{0})-{T}_{0}({S}_{i}-{S}_{0})]$
تصویر

ارسال پست