Matemáticamente
Energía = Ejercicios (parte disponible) + Anergia (parte no disponible)
La primera ley de la termodinámica dice que la energía no se puede crear ni destruir.
Entonces, ¿por qué el anuncio del gobierno dice que ahorrar electricidad apague la luz y el ventilador cuando no esté en uso? 🙂
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Después de todo, cuando un ventilador está funcionando, la energía eléctrica suministrada se convierte en calor + viento + sonido.
La respuesta se encuentra en la segunda ley de la termodinámica: es decir, la forma de energía como la electricidad, la energía mecánica es energía de alto grado. Mientras que la energía se forma como calor, viento, sonido, etc.son ejemplos de energía de bajo grado.
Es posible la conversión del 100% de energía de alto grado a energía de bajo grado, pero no es posible lo contrario.
La conversión del 100% de energía de bajo grado en energía de alto grado no es posible incluso con un motor térmico que tiene 0% de irreversibilidades como la fricción (eficiencia de Carnot = 1-T1 / T2).
Exergy es la energía disponible para hacer un trabajo útil, mientras que la parte de energía es la parte no disponible.
Supongamos que un motor térmico Carnot tiene una temperatura de fuente de 500 K y el sumidero (probablemente en condiciones ambientales) sea de 300 K, entonces la eficiencia de Carnot será de 1–300 / 500 = 40%. Es decir, si tiene 10Joule de energía a 500K, la exergía es 4J y la anergia es 6J.
Si el mismo motor Carnot está en Siberia, digamos que la temperatura ambiente es de 250K. Entonces la eficiencia del mismo sistema discutido anteriormente será del 50%. (1–250 / 500). Allí, el mismo 10J tendrá 5J de exergía y 5J de anergia.
Para la energía de bajo grado, la parte de anergia es muy grande mientras que la parte de exergía es muy pequeña. Entonces, cuando el ventilador funciona, la temperatura máxima será de 2 grados más que la condición ambiental. Entonces, la eficiencia de Carnot será 1–300 / 302 = 0.6%, lo que significa que se produce 10J, luego la exergía será 0.06J y 9.94J de anergia. Entonces, cuando 9.94 J se bombeará al universo
PD: La eficiencia de Carnot es la máxima eficiencia que se puede lograr siguiendo la segunda ley de la termodinámica. En la práctica real, el motor térmico no será reversible, se perderá algo de energía debido a la fricción. Por lo tanto, la parte de exergía será aún muy inferior al valor anterior y la parte de anergia será más. Si las irreversibilidades son muy grandes, la anergia puede ser 100% de energía útil o la ejercicio será 0%.