INTRODUCCIÓN

 

   Se dice que la eficiencia es la relación entre la salida, la energía que se busca tener, y la entrada, la energía que cuesta pero se debe definir la salida y la entrada. Se puede decir que una maquina térmica, la energía que se busca es el trabajo y la energía que cuesta es el calor de la fuente de alta temperatura.

 

   Una transformación es reversible si se realiza mediante una sucesión de estados de equilibrio del sistema con su entorno y es posible devolver al sistema y su entorno al estado inicial por el mismo camino. Reversibilidad y equilibrio son, por tanto, equivalentes. Si una transformación no cumple estas condiciones se llama irreversible. En la realidad, las transformaciones reversibles no existen.

 

   La exergía, que es la parte de la energía que puede convertirse en trabajo mecánico, fue descubierta en la termodinámica casi desde sus orígenes formales, con el nombre de ``trabajo disponible''. Hoy en día cobra una enorme importancia, por un lado, porque la exergía, siendo la medida cuantitativa de la máxima cantidad de trabajo que puede obtenerse de un desequilibrio entre un sistema físico y el ambiente que lo rodea, o entorno, determina cuantitativamente el valor termodinámico de cualquier recurso; y, por otro lado, la exergía permite analizar rigurosamente el desperdicio de los recursos en las actividades de una sociedad, estableciendo pautas cuantitativas para su ahorro y uso eficiente. No es extraño que el concepto haya resurgido plenamente en los países industrializados altamente consumidores de recursos, a raíz del embargo petrolero que en su contra ejercieron los miembros de la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP) a principios de la década de los setentas.

     La manera como los países industrializados reaccionaron al embargo, fue buscando nuevos proveedores y bajando el gasto de petróleo mediante el ahorro y el uso más eficiente del recurso en los distintos sectores de la sociedad (industria, transporte, agricultura, etc.). La parte termodinámica del problema fue atacada por la Sociedad Americana de Física (American Physical Society), organismo que agrupa a los científicos de esta especialidad en los Estados Unidos. En el estudio que realizaron se introdujo la noción de exergía y la eficiencia de tarea termodinámica que, aplicada en cada caso, fue capaz de generar un ahorro enorme de recursos energéticos, suficientes para disminuir apreciablemente la dependencia del petróleo de la OPEP.  

  El concepto de exergía está indisolublemente asociado al de desequilibrio entre un cierto sistema y su entorno, determinado por la diferencia entre los valores de alguna variable dinámica que los caracteriza (por ejemplo la temperatura o la presión). El desequilibrio consiste en que el valor de la variable dinámica en cuestión es diferente para el sistema y su entorno y, por ello, ambos están en una situación de desequilibrio. Generalmente habrá alguna barrera que impida el alcance del equilibrio en la variable dinámica, por lo que la situación se mantiene así; pero si espontáneamente o por la acción de un agente externo la barrera se quita, entonces el sistema y su entorno desembocan en un movimiento hacia la equilibración. En estas circunstancias, dicho movimiento puede aprovecharse para lograr algún efecto útil, como trabajo mecánico. La exergía es la máxima cantidad de trabajo que se puede obtener de un desequilibrio entre un sistema y su entorno. La exergía es pues una cantidad física que depende de las variables de dos sistemas, y no nada más de uno sólo; tiene por ello una propiedad singular, pues de los hechos de que vale cero cuando ambos sistemas están en equilibrio y de que es diferente de cero cuando están en desequilibrio, se sigue que la exergía es la capacidad almacenada de realización de trabajo por dos sistemas en desequilibrio.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INSTALACIÓN DE MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

 

 

 

 

 

 

 

Los motores eléctricos no pueden

Convertir la energía eléctrica

Que consumen totalmente en energía

Mecánica, y la razón de la potencia

Mecánica suministrada a la potencia

Eléctrica consumida durante la

Operación se denomina la eficiencia

Del motor (h).

 

 

 

 

 

 

W _eléctrica = W _comp / h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EXERGÍA: POTENCIAL DE TRABAJO DE LA ENERGÍA

 

 

 

 

 

 

Es la cantidad de energía que se puede

Extraer como trabajo útil, por eso es deseable

Determinar el potencial de trabajo útil de una

Cantidad de energía en cierto estado especifico.

Esta propiedad es la exergía, que también se

Denomina disponibilidad o energía disponible.

 

 

 

 

 Un sistema esta en estado

Muerto cuando se encuentre

En equilibrio termodinámico

      Con sus alrededores.

 

 

 

 

 

Los alrededores son todo

        Lo que esta fuera de las

        Fronteras del sistema.

 

 

EXERGÍA ASOCIADA CON LAS ENERGÍAS CINÉTICA Y POTENCIAL

 

 

 

 

 

 

     La energía cinética es                                             La energía potencial es

      una forma de energía                                             también una forma de

    mecánica, y por lo tanto                                            energía mecánica, y por

        puede convertirse                                                   ello puede convertirse

      enteramente en trabajo.                                          enteramente en trabajo.

 

 

 

 

 

          Ec = V²/2 (KJ/Kg)                                                    Ep = gz (KJ/Kg)        

 

 

 

 

 

 

 

Por lo tanto, las exergías de las energías cinética y potencial son iguales a ellas mismas, y son enteramente disponibles para el trabajo. Sin embargo, la energía interna u y la entalpía H de un sistema no están enteramente disponibles para trabajo.

 

 

 

 

 

 

 

 

TRABAJO REVERSIBLE E IRREVERSIBILIDAD

 

 

 

                                                                          Lo primero es examinar

el trabajo en los alrededores,

                                                                          el trabajo efectuado por o

contra los alrededores durante

                                                                             un proceso.

 

 

                                                                           W_u