Põhiline erinevus energia ja eksergia vahel on see, et energia on kvantitatiivne mõõt, samas kui eksergia on kvalitatiivne mõõt.
Energia on aine võime teha tööd. Seetõttu on see kvantitatiivne parameeter. Kuid eksergia annab maksimaalse töö, mida aine suudab teha. Seetõttu on see kvalitatiivne parameeter. Siiski mõõdame neid mõlemaid parameetreid, et määrata kogu kasulik töö, mida saame termodünaamilisest süsteemist või ainest eraldada.
Mis on energia?
Konkreetse aine energia on selle aine võime teha tööd. See on kvantitatiivne omadus. Töö tegemiseks või aine soojendamiseks saame muuta energia aineks. Pealegi on see konserveeritud kogus. Vastav alt energia jäävuse seadusele saame muuta ainult ühe energialiigi teiseks, kuid ei saa seda luua ega hävitada.
Joonis 01: saame päikeseenergia muundada elektriks.
Energia mõõtmise SI-ühik on džaul (J). On mitmeid energiavorme, mida me teame; potentsiaalne energia, kineetiline energia, elastsusenergia, keemiline energia, soojusenergia, kiirgusenergia jne. Veelgi olulisem on see, et me saame jagada konkreetses aines olevad energiavarud kahte kategooriasse: potentsiaalne energia, mis on salvestatud ainesse, ja kineetiline energia, mis on määrab aine liikumine. Nendest kahest kategooriast piisab kõigi teiste energialiikide kirjeldamiseks.
Mis on eksergia?
Eksergia on termodünaamiline termin, mis kirjeldab maksimaalset kasulikku tööd, mida aine saab teha süsteemi soojusreservuaariga tasakaalu viimisel. Teisisõnu, see on maksimaalne kasulik töö, mida me saame süsteemist eraldada, kui see pöördub oma keskkonnaga tasakaalu. Veelgi enam, see on selle süsteemi võime teha füüsilist tööd.
Veelgi olulisem on see, et eksergia mõõdab energia kvaliteeti. Kvaliteet tähendab siinkohal võimet teha füüsilist tööd. Sellise füüsilise töö näide on võime ületada vastupanu objekti liikumisele. Lisaks sellele määratleme selle kvaliteedi seoses süsteemi või aine keskkonnaga.
Peale selle võime transformatsioonide käigus hävitada aine või süsteemi eksergia (erinev alt energiast). Näiteks saab energiat muundada madala temperatuuriga heitsoojuseks. See vähendab energia kvaliteeti. Väljundi ja heitsoojuse summa on alati võrdne kogu sisendiga. Siiski on eksergia mõõtühik sama mis energia mõõtühik.
Mis vahe on energial ja energial?
Konkreetse aine energia on selle aine võime teha tööd, samas kui eksergia on termodünaamiline termin, mis kirjeldab maksimaalset kasulikku tööd, mida aine saab teha süsteemi soojusreservuaariga tasakaalu viimise protsessis. Veelgi enam, aine energia viitab tööle, mida see suudab teha, samas kui eksergia viitab maksimaalsele tööle, mida see suudab teha. Erinev alt energiast võib eksergia protsessi käigus hävida. Lisaks sellele on aine energia kvantitatiivne parameeter, eksergia aga kvalitatiivne parameeter. See on peamine erinevus energia ja eksergia vahel.
Allpool olev infograafik esitab tabelina kiire ülevaate energia ja eksergia vahel.
Kokkuvõte – energia vs eksergia
Energia ja eksergia on termodünaamiliste süsteemide või ainete kaks omavahel seotud parameetrit. Kuigi nende vahel on palju erinevusi, saame energia ja eksergia erinevust määratleda kui; energia on kvantitatiivne mõõtmine, samas kui eksergia on kvalitatiivne mõõt.
