167

5. PRACA MAKSYMALNA I EGZERGIA

Jest układ, który wymienia energię z otoczeniem o stałych parametrach p₀ i T₀. Przejście od początkowego stanu układu o parametrach p_x, Tj, V_x, E_x, U_x, l_x, Sj do równowagowego stanu końcowego o parametrach z indeksem 2 jest możliwe na wiele różnych sposobów. Istnieje tylko jedna droga od stanu początkowego do końcowego, w której praca przemiany jest maksymalna. Przebiega ona wzdłuż szczególnych przemian odwracalnych.

Przykłady:

a) układ zamknięty, bez wymiany ciepła ze źródłami zewnętrznymi, ale z wymianą ciepła z otoczeniem (jest to proces nieustalony)

⁽⁵¹⁾

W tym przypadku istotna jest również praca użyteczna, w której

A,™* =    <⁵-²>

b) układ otwarty o k dopływach i l odpływach, pracujący w sposób ustalony, który wymienia ciepło tylko z otoczeniem (praca maksymalna strumienia)

= E

i-1

V)

£

T_ns¹

(5.3)

c) układ zamknięty, pracujący w sposób ustalony, który wymienia ciepło z k źródłami ciepła o zmiennej temperaturze

k (

E

^T0 f

dQj

J /

(5.4)

Szczególne znaczenie techniczne ma praca maksymalna układu, w przypadku gdy stanem końcowym przemiany jest stan pełnej równowagi termodynamicznej układu i otoczenia. Wielkość ta nosi nazwę egzergii fizycznej. Szczególnymi przypadkami są:

a) układ zamknięty, bez wymiany ciepła ze źródłami zewnętrznymi

(5.5)

b = u-u₀-T₀{s-s_Q)+p₀(v-v₀)

167