Galvenā atšķirība starp enerģiju un ekserģiju ir tā, ka enerģija ir kvantitatīvs mērījums, savukārt ekserģija ir kvalitatīvs mērījums.
Enerģija ir vielas spēja veikt darbu. Tādējādi tas ir kvantitatīvs parametrs. Bet ekserģija dod maksimālu darbu, ko viela spēj veikt. Tāpēc tas ir kvalitatīvs parametrs. Tomēr mēs mēra abus šos parametrus, lai noteiktu kopējo lietderīgo darbu, ko varam iegūt no termodinamiskās sistēmas vai vielas.
Kas ir enerģija?
Konkrētas vielas enerģija ir šīs vielas spēja veikt darbu. Tas ir kvantitatīvs īpašums. Mēs varam pārveidot enerģiju vielā, lai veiktu darbu vai uzsildītu vielu. Turklāt tas ir iekonservēts daudzums. Saskaņā ar enerģijas nezūdamības likumu mēs varam tikai pārveidot vienu enerģijas veidu citā, bet nevaram to radīt vai iznīcināt.
Attēls 01: Mēs varam pārvērst saules enerģiju elektrībā.
Si vienība enerģijas mērīšanai ir džouls (J). Ir vairāki enerģijas veidi, kurus mēs zinām; potenciālā enerģija, kinētiskā enerģija, elastības enerģija, ķīmiskā enerģija, siltumenerģija, starojuma enerģija utt. Vēl svarīgāk ir tas, ka mēs varam sadalīt enerģijas krājumus konkrētā vielā divās kategorijās kā potenciālā enerģija, kas tiek uzkrāta vielā, un kinētiskā enerģija, kas ir nosaka vielas kustība. Ar šīm divām kategorijām pietiek, lai aprakstītu visus citus enerģijas veidus.
Kas ir ekserģija?
Ekserģija ir termodinamisks termins, kas apraksta maksimālo lietderīgo darbu, ko viela var veikt sistēmas līdzsvarā ar siltuma rezervuāru. Citiem vārdiem sakot, tas ir maksimāli noderīgs darbs, ko mēs varam iegūt no sistēmas, kad tā atgriezeniski nonāk līdzsvarā ar savu vidi. Turklāt tā ir šīs sistēmas spēja veikt fizisku darbu.
Vēl svarīgāk ir tas, ka ekserģija ir enerģijas kvalitātes mērs. Šeit kvalitāte nozīmē spēju veikt fizisku darbu. Šāda fiziska darba piemērs ir spēja pārvarēt pretestību objekta kustībai. Papildus tam mēs definējam šo kvalitāti attiecībā uz sistēmas vai vielas vidi.
Turklāt mēs varam iznīcināt vielas vai sistēmas ekserģiju (atšķirībā no enerģijas) transformāciju laikā. Piemēram, enerģiju var pārvērst zemas temperatūras siltuma pārpalikumā. Tas samazina enerģijas kvalitāti. Izlaides un atkritumu siltuma summa vienmēr ir vienāda ar kopējo ievadi. Tomēr ekserģijas mērvienība ir tāda pati kā enerģijai.
Kāda ir atšķirība starp enerģiju un ekserģiju?
Konkrētas vielas enerģija ir šīs vielas spēja veikt darbu, savukārt ekserģija ir termodinamisks termins, kas raksturo maksimālo lietderīgo darbu, ko viela var veikt, līdzsvarojot sistēmu ar siltuma rezervuāru. Turklāt vielas enerģija attiecas uz darbu, ko tā var veikt, savukārt ekserģija attiecas uz maksimālo darbu, ko tā var veikt. Atšķirībā no enerģijas, ekserģija var tikt iznīcināta procesa laikā. Turklāt vielas enerģija ir kvantitatīvs parametrs, bet ekserģija ir kvalitatīvs parametrs. Šī ir galvenā atšķirība starp enerģiju un ekserģiju.
Tālāk esošajā infografikā tabulas veidā ir parādīta atšķirība starp enerģiju un ekserģiju ātrai uzziņai.
Kopsavilkums - enerģija pret ekserģiju
Enerģija un ekserģija ir divi saistīti termodinamisko sistēmu vai vielu parametri. Lai gan starp tām ir daudz atšķirību, mēs varam definēt atšķirību starp enerģiju un ekserģiju kā; enerģija ir kvantitatīvs mērījums, turpretim ekserģija ir kvalitatīvs mērījums.
