La diferència clau entre energia i exergia és que l'energia és una mesura quantitativa, mentre que l'exergia és una mesura qualitativa.
L'energia és la capacitat d'una substància per realitzar un treball. Per tant, és un paràmetre quantitatiu. Però l'exergia dóna el màxim treball que pot realitzar una substància. Per tant, és un paràmetre qualitatiu. Tanmateix, mesurem aquests dos paràmetres per tal de determinar el treball útil total que podem extreure d'un sistema termodinàmic o d'una substància.
Què és l'energia?
L'energia d'una substància particular és la capacitat d'aquesta substància per fer treball. És una propietat quantitativa. Podem transformar l'energia en una substància per tal de realitzar un treball o escalfar la substància. A més, és una quantitat conservada. Segons la llei de conservació de l'energia, només podem convertir una forma d'energia en una altra, però no podem crear-la ni destruir-la.
Figura 01: podem convertir l'energia solar en electricitat.
La unitat SI per mesurar l'energia és el joule (J). Hi ha diverses formes d'energia que coneixem; energia potencial, energia cinètica, energia elàstica, energia química, energia tèrmica, energia radiant, etc. Més important encara, podem dividir les reserves d'energia d'una substància particular en dues categories com a energia potencial que s'emmagatzema a la substància i energia cinètica que és determinat pel moviment de la substància. Aquestes dues categories són suficients per descriure totes les altres formes d'energia.
Què és l'exergia?
L'exergia és un terme termodinàmic que descriu el màxim treball útil que pot realitzar una substància durant el procés de posar un sistema en equilibri amb un dipòsit de calor. És a dir, és el màxim treball útil que podem extreure d'un sistema quan de manera reversible s'equilibri amb el seu entorn. A més, és la capacitat d'aquest sistema per fer treball físic.
El més important és que l'exergia és una mesura de la qualitat de l'energia. Aquí, qualitat significa la capacitat de realitzar un treball físic. Un exemple d'aquest treball físic és la capacitat de vèncer la resistència contra el moviment d'un objecte. A més, definim aquesta qualitat pel que fa a l'entorn del sistema o substància.
A part d'això, podem destruir l'exergia d'una substància o d'un sistema (a diferència de l'energia) durant les transformacions. Per exemple, l'energia es pot convertir en calor residual a baixa temperatura. Això redueix la qualitat de l'energia. La suma de la sortida i la calor residual sempre és igual a l'entrada total. Tanmateix, la unitat de mesura de l'exergia és la mateixa que de l'energia.
Quina diferència hi ha entre energia i exergia?
L'energia d'una substància particular és la capacitat d'aquesta substància per fer treball, mentre que l'exergia és un terme termodinàmic que descriu el màxim treball útil que pot realitzar una substància durant el procés de posar un sistema en equilibri amb un dipòsit de calor. A més, l'energia d'una substància fa referència al treball que pot realitzar, mentre que l'exergia es refereix al treball màxim que pot realitzar. A diferència de l'energia, l'exergia es pot destruir durant un procés. A més d'això, l'energia d'una substància és un paràmetre quantitatiu mentre que l'exergia és un paràmetre qualitatiu. Aquesta és la diferència clau entre energia i exergia.
La infografia següent presenta la diferència entre energia i exergia en forma de taula per a una referència ràpida.
Resum: energia vs exergia
L'energia i l'exergia són dos paràmetres relacionats dels sistemes o substàncies termodinàmiques. Encara que hi ha moltes diferències entre ells, podem definir la diferència entre energia i exergia com; l'energia és una mesura quantitativa mentre que l'exergia és una mesura qualitativa.
