Cambios de Exergía de un Sistema

La exergía es el trabajo potencial de un sistema en un ambiente especificado y representa la cantidad máxima de trabajo útil que puede obtenerse cuando el sistema llega al equilibrio con el ambiente.Al contrario de la energía, el valor de la exergía depende tanto del estado del ambiente como del estado del sistema, por lo tanto la exergía es una propiedad de combinación. La exergía de un sistema que esta en equilibrio con su ambiente es cero. El estado del ambiente se conoce como estado muerto porque desde el punto de vista termodinámico el sistema esta prácticamente muerto cuando alcanza tal estado.

A continuación se explica el cambio de exergía para una masa fija y una corriente de flujo:

Exergía de una masa fija: exergía sin flujo (o de sistema cerrado)

La energía interna consiste únicamente en energías sensible y latente que puede ser transferida hacia o desde un sistema como calor, siempre y cuando haya una diferencia de temperatura a través de la frontera del sistema. La única forma de energía que el sistema contiene es la energía interna y las únicas formas de transferencia de energía que una mas fija puede involucrar son calor y trabajo.

El trabajo útil total entregado cuando el sistema experimenta un proceso reversible desde el estado especificado al muerto, el cual se los define como la exergía. Un sistema cerrado puede poseer energías cinéticas y potencial por lo que la energías interna, cinética y potencial.

La exergía del sistema cerrado o sin flujo por unidad de masa se expresa como:

Exergía de una corriente de flujo: exergía de flujo (o de corriente)

El trabajo de flujo es esencialmente el trabajo de frontera realizado por un fluido sobre el fluido que está corriente abajo, por lo tanto la exergía asociada con el trabajo de flujo, es equivalente a la exergía asociada con el trabajo de frontera. La exergía de una corriente de fluido se determina sumando la relación de exergía de flujo simplemente y la exergía de un fluido no en movimiento.

La exergía de flujo o de corriente se expresa como: