ההבדל העיקרי בין אנרגיה לאקסרגיה הוא שהאנרגיה היא מדידה כמותית בעוד שהאקזרגיה היא מדידה איכותית.
אנרגיה היא היכולת של חומר לבצע עבודה. מכאן שזה פרמטר כמותי. אבל האקסטרגיה נותנת את מירב העבודה שחומר יכול לבצע. לכן, זה פרמטר איכותי. עם זאת, אנו מודדים את שני הפרמטרים הללו כדי לקבוע את סך העבודה השימושית שאנו יכולים לחלץ ממערכת תרמודינמית או מחומר.
מה זה אנרגיה?
האנרגיה של חומר מסוים היא היכולת של אותו חומר לבצע עבודה.זה מאפיין כמותי. אנו יכולים להפוך אנרגיה לחומר על מנת לבצע עבודה או לחמם את החומר. יתר על כן, מדובר בכמות נשמרת. על פי חוק שימור האנרגיה, אנו יכולים רק להמיר צורה אחת של אנרגיה לאחרת אך לא יכולים ליצור או להרוס אותה.
איור 01: אנחנו יכולים להמיר אנרגיה סולארית לחשמל.
יחידת ה-SI למדידת האנרגיה היא ג'אול (J). ישנן מספר צורות של אנרגיה שאנו מכירים; אנרגיה פוטנציאלית, אנרגיה קינטית, אנרגיה אלסטית, אנרגיה כימית, אנרגיה תרמית, אנרגיית קרינה וכו'. חשוב מכך, אנו יכולים לחלק את מאגרי האנרגיה בחומר מסוים לשתי קטגוריות כאנרגיה פוטנציאלית שנאגרת בחומר ואנרגיה קינטית שהיא נקבע על ידי תנועת החומר.שתי הקטגוריות האלה מספיקות כדי לתאר את כל צורות האנרגיה האחרות.
מה זה אקסטרגיה?
Exergy הוא מונח תרמודינמי שמתאר את העבודה השימושית המקסימלית שחומר יכול לבצע במהלך תהליך הבאת מערכת לשיווי משקל עם מאגר חום. במילים אחרות, זוהי העבודה השימושית המקסימלית שאנו יכולים לחלץ ממערכת כאשר היא מגיעה באופן הפיך לשיווי משקל עם הסביבה שלה. יתר על כן, זוהי היכולת של אותה מערכת לבצע עבודה פיזית.
חשוב מכך, אקסרגיה היא מדד לאיכות האנרגיה. כאן, איכות פירושה יכולת לבצע עבודה פיזית. דוגמה לעבודה פיזית כזו היא היכולת להתגבר על התנגדות נגד תנועת חפץ. בנוסף לכך, אנו מגדירים איכות זו ביחס לסביבה של המערכת או החומר.
מלבד זה, אנו יכולים להרוס את האקזרגיה של חומר או מערכת (בניגוד לאנרגיה) במהלך טרנספורמציות. לדוגמה, ניתן להמיר אנרגיה לחום פסולת בטמפרטורה נמוכה.זה מפחית את איכות האנרגיה. סכום התפוקה ופסולת החום תמיד שווה לסך התשומה. עם זאת, יחידת המדידה לאקסרגיה זהה ליחידת המדידה של האנרגיה.
מה ההבדל בין אנרגיה לאקסרגיה?
אנרגיה של חומר מסוים היא היכולת של אותו חומר לעשות עבודה בעוד אקסרגיה היא מונח תרמודינמי שמתאר את העבודה השימושית המקסימלית שחומר יכול לבצע במהלך תהליך הבאת המערכת לשיווי משקל עם מאגר חום. יתרה מכך, אנרגיה של חומר מתייחסת לעבודה שהוא יכול לבצע ואילו אקסרגיה מתייחסת לעבודה המקסימלית שיכולה לבצע. בניגוד לאנרגיה, אקסרגיה יכולה להיהרס במהלך תהליך. בנוסף לכך, אנרגיה של חומר היא פרמטר כמותי ואילו אקסטרגיה היא פרמטר איכותי. זה ההבדל העיקרי בין אנרגיה לאקסרגיה.
האינפוגרפיקה שלהלן מציגה את ההבדל בין אנרגיה לאקסרגיה בצורת טבלה לעיון מהיר.
סיכום – אנרגיה לעומת מאמץ
אנרגיה ואקסרגיה הם שני פרמטרים קשורים של מערכות או חומרים תרמודינמיים. למרות שיש ביניהם הבדלים רבים, אנו יכולים להגדיר את ההבדל בין אנרגיה לאקסרגיה כמו; אנרגיה היא מדידה כמותית ואילו אקסרגיה היא מדידה איכותית.
