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Concept
Exergie
Résumé
En thermodynamique, l’exergie est une grandeur physique permettant de mesurer la qualité d'une énergie. C'est la partie utilisable d'un joule. Le travail maximal récupérable est ainsi égal à l’opposé de la variation d’exergie au cours de la transformation. Un système à l'équilibre thermomécanique ou chimique n'a plus aucune valeur. Plus un système est loin de l'équilibre ambiant, plus il est apte à opérer un changement, aptitude sur laquelle repose l'utilité d'une énergie.
Si selon le premier principe de la thermodynamique la quantité d'énergie se conserve, la qualité de cette énergie, l’exergie, ne peut en revanche que diminuer lors d'une transformation. L’exergie détruite au cours d’une réaction est appelée anergie.
Ce phénomène est lié à l’entropie du système et de son environnement, qui selon le deuxième principe de la thermodynamique ne peut qu’augmenter au cours d’une transformation réelle, non réversible, alors que l'exergie diminue au cours d’une telle transformation.
Par définition, l’exergie d’un système est égale à zéro lorsqu’il est à l’équilibre thermodynamique avec son environnement.
Cet équilibre comprend :
l’équilibre mécanique avec les forces extérieures, notamment celles de pression ;
l’équilibre thermique avec la température extérieure ;
l’équilibre chimique entre les potentiels chimiques des espèces présentes dans le système et dans l’environnement.
Si l’on considère que le milieu extérieur est invariant (notamment sa température ), il devient possible de considérer que l’exergie est une fonction d’état : sa valeur, le travail maximal que peut fournir le système à l’extérieur, ne dépend en effet que de l’état d’équilibre dans lequel se trouve le système et de la constante .
Pour d’autres auteurs, l’exergie n’est pas une fonction d’état du système car
L'exergie est formée :
de paramètres relatifs au système :
l’énergie interne, en joules,
l’entropie, en joules par kelvin,
le volume, en mètres cubes,
la composition chimique du système, en moles ;
de paramètres relatifs à l’environnement :
la température environnante, en kelvins,
la pression environnante, en pascals,
les potentiels chimiques des composants, en joules par mole.
Source officielle
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