Keyingi paytlarda termodinamik jarayonlarni tadqiqot etishda eksergiya tushunchasidan keng foydalanilmoqda. Maksimal foydali ishni ish jismini ish bajara olishi yoki eksergiyasi deb aytiladi. Eksergiya yordamida tadqiqot uslubiga eksergetik tadqiqot uslubi deb aytiladi.
Umuman olganda solishtirma eksergiya L deb, qaytar termodinamik jarayonda tizim boshlang’ich holatdan atrof-muhit holatigacha o’zgarganda issiqlikni yoki ishchi jismni solishtirma ish bajara olishiga aytiladi.
Bunday qaytar jarayonni ikki qaytar: adiabatik (ishchi jism temperaturasi To dan muhit temperaturasi To gacha o’zgaradi) va izotermik (adiabatik jarayon oxiridagi bosim muhit bosimi po gacha o’zgaradi) jarayonlar orqali amalga oshirish mumkin.
Agar birorta jarayonda ishchi jismning oxirgi parametrlari muhit parametrlaridan farq qilsa, u holda bu jarayonda olingan xaqiqiy ish jarayonni boshi va oxiridagi eksergiyalar farqi bilan aniqlanadi, ya’ni:
Lxaq=L1-L2. (36)
2. Termodinamik eksergiya
2. Termodinamik eksergiya
Termodinamika jarayonlaming eksergetik usulda tahlili. Тermodinamik tahlil qilishning eksergetik usuli eksergiyadan foydalanishga asoslangan. Modda eksergiyasi bu issikdik manbai hisoblangan atrof muhit bilan sodir bo‘luvchi qaytar jarayonda modda bajargan maksimal ishdir. Bu jarayon nihoyasida moddaning barcha turlari atrof muhitning hamma komponentlari bilan termodinamik muvozanat holatiga utishi zarur
Jismning boshlang'ich holati P1, T1 dan oxirgi holati — o'rab turuvchi muhit bilan muvozanatlashgan holati ko'rsatkichlari P0, T0 gacha bo‘lgan qaytar jarayonda maksimal ish olish mumkin. Ishchi jism bajarayotgan maksimal ish ishlash qobiliyati yoki eksergiya deyiladi, bunda sovitkich sifatida TQ haroratli tashqi muhit qabul qilinadi va jarayon oxirida ishchi jism o'rab turuvchi muhit bilan termodinamika muvozanatga keiadi.
Yopiq tizimlar uchun jismlar eksergiyasini ko'rib chiqamiz. Ishchi jism P, V, T, u va S ko'rsatkichlari bilan qaytar jarayonni amalga oshirib, o'rab turuvchi muhit bilan termodinamika muvozanatiga kelsin. Ma’lumki, bu holda uning holat ko'rsatkichlari P0, V0, T0, u0 va S0 qiymatlarga ega bo'ladi. Termodinamikaning birinchi qonuniga ko'ra jarayonda ishchi jism ichki energiyasining o'zgarishi unga tashqi issiqlik ta’siri (kiritilishi yoki chiqarilishi) bilan yoki ish bajarish hisobiga amalga oshirilishi mumkin. Ishchi jismga issiqlik kiritish (yoki chiqarish) jarayonini muvozanatlash shartining bajarilishi o'rab turuvchi muhitning o'zgarmas harorati T0 da amalga oshiriladi, ya’ni berilgan holat uchun δq= T0dS. Yopiq tizimda jism eksergiyasi debajarilgan ish δl dan o‘rab turuvchi muhit bosimini yengish uchun sarf bo’lgan ish (p0dV)ni ayirganiga teng bo’ladi
Yopiq tizimlar uchun jismlar eksergiyasini ko'rib chiqamiz. Ishchi jism P, V, T, u va S ko'rsatkichlari bilan qaytar jarayonni amalga oshirib, o'rab turuvchi muhit bilan termodinamika muvozanatiga kelsin. Ma’lumki, bu holda uning holat ko'rsatkichlari P0, V0, T0, u0 va S0 qiymatlarga ega bo'ladi. Termodinamikaning birinchi qonuniga ko'ra jarayonda ishchi jism ichki energiyasining o'zgarishi unga tashqi issiqlik ta’siri (kiritilishi yoki chiqarilishi) bilan yoki ish bajarish hisobiga amalga oshirilishi mumkin. Ishchi jismga issiqlik kiritish (yoki chiqarish) jarayonini muvozanatlash shartining bajarilishi o'rab turuvchi muhitning o'zgarmas harorati T0 da amalga oshiriladi, ya’ni berilgan holat uchun δq= T0dS. Yopiq tizimda jism eksergiyasi de bajarilgan ish δl dan o‘rab turuvchi muhit bosimini yengish uchun sarf bo’lgan ish (p0dV)ni ayirganiga teng bo’ladi
de = δl - podV = δq - du - p0dV = T0dS - du - p0dV (40)
Kimyoviy eksergiyani termodinamik eksergiyaga nisbatan baholashdagi asosiy farqi shundaki, termodinamik eksergiya tizim va atrof-muhitning kimyoviy tarkibidagi farqni hisobga olmaydi. Agar tizimning harorati, bosimi yoki tarkibi atrof-muhit holatidan farq qiladigan bo'lsa, unda umumiy tizim eksergiyaga ega bo'ladi.
Kimyoviy eksergiyani termodinamik eksergiyaga nisbatan baholashdagi asosiy farqi shundaki, termodinamik eksergiya tizim va atrof-muhitning kimyoviy tarkibidagi farqni hisobga olmaydi. Agar tizimning harorati, bosimi yoki tarkibi atrof-muhit holatidan farq qiladigan bo'lsa, unda umumiy tizim eksergiyaga ega bo'ladi.
Ma'lum bir tizimda kimyoviy eksergiyani topgandan so'ng, umumiy eksergiyani uni termodinamik eksergiyaga qo'shish orqali topish mumkin. Vaziyatga qarab, qo'shilgan kimyoviy eksergiya miqdori juda oz bo'lishi mumkin. Agar baholanayotgan tizim yonishni o'z ichiga olsa, kimyoviy eksergiya miqdori juda katta va tizimning umumiy eksergiyasini topish uchun zarurdir.
Qaytmas yopiq tizimda yo'q qilingan eksergiya miqdorini yoki boshqacha qilib aytganda, bekor qilingan ish potentsialini tashkil qiladi. Bunga tarqatilgan energiya deyiladi.
Eksergiya tahlili, qaytar jarayonda olinishi mumkin bo'lgan haqiqiy ish va maksimal ish o'rtasidagi munosabatlarga asoslanadi.
Izolyatsiya qilingan tizim uchun - atrof-muhit bilan issiqlik yoki ishning o'zaro ta'siri bo'lmaydi va shuning uchun tizim va uning atrofi o'rtasida mavjudlik o'tkazmalari mavjud emas. Izolyatsiya qilingan tizimning eksergiyasining o'zgarishi teng, ammo bu tizimning qaytarilmasligi qiymatiga qarama-qarshi.
