Exergía

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Segunda ley de la termodinámica: Exergía
ING. JESÚS DAVID RHENALS
FACULTAD DE INGENIERÍA 
INGENIERÍA MECÁNICA 
MONTERÍA-CÓRDOBA
2020
INTRODUCCIÓN
Termodinámica 
1er principio
Conservación de la energía
2do principio
Degradación de la energía
Calidad de la energía
¿Qué es la exergía?
Es la medida del potencial de trabajo que se puede obtener de una línea de energía.
¿Qué es la exergía?
Un sistema desarrolla el máximo trabajo posible al experimentar un proceso reversible desde un estado inicial hasta el estado del entorno (estado muerto) 
Estado muerto: cuando el sistema se encuentra en equilibrio mecánico y térmico, no tiene energía cinética o potencial relativa al entorno y es químicamente inerte.
Calculo de la exergía
La exergía es una propiedad extensiva:
En general, las formas de la energía que pueden convertirse completamente en trabajo (eléctrica, química, energía cinética, energía potencial, etc.) son equivalentes a la exergía.
La exergía física asociada a un flujo de materia esta dado por:
 Exergía asociada a un flujo de calor: el calor es una forma desorganizada de la energía y solo una parte puede convertirse en trabajo:
Balance de exergía
Para sistemas cerrados.
Para sistemas abiertos. 
Ejemplo
Un flujo másico de 5 kg/s de aire entra a un compresor a 0.95 bar y 22°C y sale a 5.7 bar. A la salida del compresor el aire entra a un intercambiador de calor antes de entrar a una turbina de gas a 1,100 K y 5.7 bar. El aire sale de la turbine a 0.95 bar. El compresor y la turbina operan adiabáticamente. La eficiencia isentrópica de la turbina es del 85% y la del compresor del 82%. Considerando que el aire se comporta como una gas ideal, determine:
La potencia generada por la turbina
La eficiencia exergética del ciclo
Considere la temperatura y la presión ambiental como 0.95 bar y 22°C respectivamente.
Solución
Para el compresor
 
 
82%
 
.
Para la turbina de manera similar 
 
Considerando la eficiencia isentrópica 
 
Ahora la potencia en el ciclo seria 
= - 
 - ) Ecu 1.
Ahora de la tabla A-17 con:
 
 
 
 1
Dado que ambos proceso son isentrópico 
 = y = 
 = 7,8408 => = 
 = 27,85 => = 
Remplazando en la Ecu 1. tenemos W=725,1
Para calcular la eficiencia exergética tenemos:
Dado que las condiciones en el estado 1 son iguales a las del estado muerto, tenemos: =0; así:
 
Gracias 
Este no es el final.
No es ni siquiera el comienzo del final.
Es solo el final del comienzo.
Winston Churchill
13
Nicolas Léonard Sadi Carnot
(París, 1796-1832)
T
<
T
2
1
W
2
Q
Q
1
MOTOR
FUENTE CALIENTE
FUENTE FRÍA
T
1
T
<
T
21
W
2
Q
Q
1
MOTOR
FUENTE CALIENTE
FUENTE FRÍA
T
1
Nicolas Léonard Sadi Carnot 
(París, 1796-1832)