Exerguia

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO
EXTENSIÓN - LATACUNGA

DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA

CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

TERMODINAMICA

TEMA:
EXERGÍA, BALANCES DE EXERGÍA

ALUMNOS:
CUNALATA PAULO
MANOSALVAS MARCELOLATACUNGA ENERO- 2012

Exergía
A diferencia de la energía, no existe una ley de conservación para la exergía. Cualquier fenómeno irreversible causa una pérdida de exergía, lo que conlleva una reducción del potencial de los efectos útiles de la energía, o por el contrario a un aumento del consumo de energía proporcionado por el foco caliente (para lograr unageneración de trabajo igual).
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Figura: Componentes de la exergía de una sustancia |
Si excluimos los efectos nucleares, magnéticos y eléctricos, la exergía, , de una sustancia se puede dividir en cuatro componentes:
Exergía cinética Bk
Exergía potencial Bp
Exergía física Bf
Exergía química Bq.

La exergía cinética es igual a la energía cinética cuando la velocidad tiene como nivel dereferencia la superficie de la Tierra. Lo mismo ocurre con la exergía potencial. En la figura se muestran los diferentes tipos de exergía.
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La exergía física es el trabajo que se puede obtener sometiendo a la sustancia a procesos físicos reversibles desde la temperatura y presión iniciales, hasta el estado determinado por la presión y la temperatura del entorno.
La exergía químicaes el trabajo que se puede obtener de una sustancia que se encuentra a la presión y temperatura del entorno, si alcanza un estado de equilibrio termodinámico mediante reacciones químicas.
En ocasiones, a la suma de la exergía física y química se le denomina exergía térmica, .
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La exergía es una propiedad termodinámica que permite determinar el potencial de trabajo útil de una determinadacantidad 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. Viendo que es una propiedad, hay que tener en cuenta que el valor de una propiedad no cambia a menos que cambie el estado de la materia, es decir el valor se mantiene siempre y cuando se mida en el mismo estadoindependientemente de la temperatura o la presion a la que se encuentre.
Definida de otra forma la exergía es la porción de la energía que puede ser transformada en trabajo mecánico, la parte restante, sin utilidad practica, recibe el nombre de anergía o entropía.
Por ejemplo, un compuesto de combustible y aire, si se quema el combustible obteniendo una mezcla de aire y productos de combustión ligeramentecalientes, aunque la energía asociada al sistema sea la misma, la exergía del sistema inicial es mucho mayor, potencialmente es mucho más útil a la hora de obtener trabajo. 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.
Ecuación para calcular las pérdidas de exergía
Las pérdidas de exergía se pueden calcular a partir del modelo mostrado en la figura . El proceso irreversible en estado estacionario se alimenta de una fuente de exergía con entalpía y entropía . La corriente desalida tiene una entalpía y una entropía . Asimismo, el proceso toma calor, , de un foco caliente a la temperatura . El foco frío al cual se cede calor, , es el entorno. Este proceso genera trabajo, , o una corriente con entalpía y entropía .
El efecto de la irreversibilidad puede calcularse comparando el proceso real con el proceso reversible, operando en las mismas condiciones que el proceso...