Exergia

Exergía
La exergía es una propiedad termodinámica que permite determinar el potencial de trabajo útil de una determinada cantidad de energía que se puede alcanzar por la interacción espontánea entre un sistema y su entorno. Informa de la utilidad potencial del sistema como fuente de trabajo. Es una propiedad termodinámica, por lo que es una magnitud que su variación solo dependen de los estadosinicial y final del proceso, y no de los detalles del mismo.
Definida de otra forma la exergía es la porción de la energía que puede ser transformada en trabajo mecánico, la parte restante, sin utilidad práctica, recibe el nombre de energía o entropía.
La exergía determina de forma cuantitativa el valor termodinámico de cualquier recurso, y permite analizar rigurosamente el desperdicio de losrecursos en las actividades de la sociedad, estableciendo pautas para su ahorro y uso eficiente.
Por ejemplo, un compuesto de combustible y aire, si se quema el combustible obteniendo una mezcla de aire y productos de combustión ligeramente calientes, aunque la energía asociada al sistema sea la misma, la exergía del sistema inicial es mucho mayor, ya que potencialmente es mucho más útil a la horade obtener trabajo, de donde se deduce que la exergia al contrario que la energía no se conserva sino que se pierde por la evolución hacia el estado de equilibrio. Otro ejemplo es el agua de refrigeración de las centrales térmicas. Aunque la central cede una gran cantidad de energía al agua, esta solo eleva su temperatura unos grados por encima de la temperatura de su entorno, por tanto suutilidad potencial para obtener trabajo es prácticamente nula o lo que es lo mismo en términos técnicos, tiene una exergía asociada baja.
Estado muerto
Dos sistemas en condiciones termodinámicas diferentes, que entren en contacto, evolucionarán espontáneamente, por medio de transferencias de masa y energía, hacia un estado intermedio de equilibrio (el que tenga mínima exergía y entropía máxima). A esteestado de equilibrio se le denomina estado muerto. Cuanto mayor sean las diferencias entre sus magnitudes termodinámicas (presión, temperatura.) más trabajo podremos obtener de la interacción entre sistema y entorno.
La energía utilizable o exergía esta asociada al desequilibrio entre un sistema y su entorno, es decir que depende de la variable de dos sistemas como mínimo.
Un ejemplo de ellopara entender lo anterior es: supóngase una lámina metálica que se encuentra a 80 C, y es sumergida en agua a 4 C, es decir relativamente mucho más fría, en este caso la reacción, manifestación y el nivel de exergía será mayor que si la lámina hubiese sido sumergida en agua que se encuentra a 80 C, es decir que la temperatura del sistema (lámina metálica) y de su entorno (agua) es la misma (80 C),en este caso no pasaría nada y este estado se denomina estado muerto ya que tenemos cero exergía y máxima entropía. Esto también es aplicable a otros desequilibrios como pueden ser de presión y otros.
Desde el punto de vista de la obtención del trabajo máximo que podemos obtener de un sistema termodinámico, uno de los sistemas se considera el universo, y otro nuestro dispositivo. El estado muertosería el estado del universo, nuestro sistema nos puede proporcionar trabajo, como máximo, la diferencia de energía entre el estado del universo y su estado inicial. Este trabajo máximo es la exergía de nuestro sistema. En general, como el universo es muy grande respecto a nuestro sistema se aplican las siguientes simplificaciones, el estado muerto no varía con la cesión de energía de nuestrosistema y como universo se toma el medio ambiente que rodea a nuestro sistema, por ejemplo, la temperatura y la presión atmosférica del lugar en el que se encuentra nuestro sistema (densidad y temperatura del aire que rodea el motor de un coche...). Resumiendo, el estado muerto marca el estado del que nos es imposible extraer trabajo de un sistema y este depende del medio ambiente que le rodea....