Skillnad mellan energi och exergi

De nyckelskillnad mellan energi och exergi är att energi är en kvantitativ mätning medan exergin är en kvalitativ mätning.

Energi är ett ämnes förmåga att utföra arbete. Det är följaktligen en kvantitativ parameter. Men exergi ger det maximala arbete som ett ämne kan utföra. Därför är det en kvalitativ parameter. Vi mäter emellertid båda dessa parametrar för att bestämma det totala användbara arbete som vi kan extrahera från ett termodynamiskt system eller ett ämne.

INNEHÅLL

1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är energi
3. Vad är Exergy
4. Jämförelse vid sida vid sida - Energi mot Exergy i tabellform
5. Sammanfattning

Vad är energi?

Energin hos ett visst ämne är förmågan hos den substansen att göra arbete. Det är en kvantitativ egenskap. Vi kan omvandla energi till ett ämne för att utföra ett arbete eller att värma substansen. Dessutom är det en konserverad mängd. Enligt lagen om bevarande av energi kan vi bara omvandla en form av energi till en annan men kan inte skapa eller förstöra den.

Figur 01: Vi kan omvandla solenergi till el.

SI-enheten för mätning av energi är joule (J). Det finns flera former av energi som vi vet; potentiell energi, kinetisk energi, elastisk energi, kemisk energi, värmeenergi, strålningsenergi etc. Det är viktigare att vi delar upp energibutikerna i ett visst ämne i två kategorier som potentiell energi som lagras i substansen och den kinetiska energin som är bestämd av substansens rörelse. Dessa två kategorier är tillräckliga för att beskriva alla andra former av energi.

Vad är Exergy?

Exergi är en termodynamisk term som beskriver det maximalt användbara arbete som ett ämne kan utföra under processen att bringa ett system i jämvikt med en värmebehållare. Med andra ord är det det maximala användbara arbetet som vi kan extrahera från ett system när det reversibelt kommer i jämvikt med sin miljö. Dessutom är det kapaciteten hos det här systemet att göra fysiskt arbete.

Ännu viktigare är exergi ett mått på energikvalitet. Här betyder kvalitet förmågan att utföra fysiskt arbete. Ett exempel på sådant fysiskt arbete är förmågan att övervinna motståndet mot ett objekts rörelse. Utöver det definierar vi denna kvalitet med avseende på systemets eller substansens miljö.

Bortsett från det kan vi förstöra exergi av ett ämne eller ett system (till skillnad från energi) under omvandlingar. Till exempel kan energi omvandlas till lågtemperaturavfallsvärme. Detta minskar energikvaliteten. Summan av utmatning och spillvärme motsvarar alltid den totala ingången. Mätenheten för exergi är emellertid densamma som för energi.

Vad är skillnaden mellan energi och exergi?

Energi av ett visst ämne är det ämnes förmåga att göra arbete medan exergi är en termodynamisk term som beskriver det maximala användbara arbete som ett ämne kan utföra under processen att bringa ett system i jämvikt med en värmebehållare. Vidare hänvisar energi av ett ämne till det arbete det kan utföra medan exergi refererar till det maximala arbetet som kan utföra. Till skillnad från energi kan exergi bli förstörd under en process. Dessutom är energi av ett ämne en kvantitativ parameter medan exergi är en kvalitativ parameter. Detta är nyckelfaktorn mellan energi och exergi.

Nedan infographic presenterar skillnaden mellan energi och exergi i tabellform för en snabb referens.

Sammanfattning - Energi mot Exergy

Energi och exergi är två relaterade parametrar för termodynamiska system eller ämnen. Även om det finns många skillnader mellan dem, kan vi definiera skillnaden mellan energi och exergi som; energi är en kvantitativ mätning medan exergi är en kvalitativ mätning.

Referens:

1. "Energi." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 26 aug 2018. Tillgänglig här  
2. "Vad är Exergy?" Exergy Economics, 25 Jan 2016. Tillgänglig här 

Image Courtesy:

1. "12648929455" av TAFE SA TONSLEY   (CC BY 2.0) via Flickr