La energia es el potencial de trabajo de un sistema en un ambiente.

1. Semana 9
Dr. Renzon Cosme Pecho

2. • La exergía es el
potencial de trabajo de
un sistema en un
ambiente.
• Representa la cantidad
máxima de trabajo útil
que puede obtenerse
cuando el sistema llega al
equilibrio con el
ambiente, conocido como
ESTADO MUERTO.
Cambio de exergía de un sistema

3. • Al contrario de energía, el
valor de la exergía
depende tanto del estado
del ambiente como del
estado del sistema.
• La exergía de un sistema
que está en equilibrio con
su ambiente es cero.
Cambio de exergía de un sistema

4. • Considere un dispositivo de
cilindro-émbolo, con masa (m),
presión (P), temp., (T), U, S.
Exergía de una masa fija: exergia sin flujo
reemplazando
𝑇𝑑𝑆 − 𝑝𝑑𝑉 = 𝑑𝑈
Onde:
X = exergia del sistema cerrado
Para sistemas cerrados
ΔEp y ΔEc desaparecen.

5. • La exergia asociada con la energía
de flujo.
Observa-se que:
• PV trabajo de flujo
• P0V trabajo realizado contra la
atmósfera.
Exergía de flujo (o corriente)
Logo:

6. Transferencia de exergía por calor,
trabajo y masa:
• La exergia puede transferirse hacia o desde un sistema
en tres formas:
• Calor
• Trabajo
• Flujo másico

7. Transferencia de exergía por calor,
trabajo y masa:
1.- Transferencia de exergía por calor (Q)
Donde:

8. Transferencia de exergía por calor,
trabajo y masa:
2.- Transferencia de exergía por trabajo (W)
Donde:

9. Transferencia de exergía por calor,
trabajo y masa:
3.- Transferencia de exergía por masa (m)
Donde:
Exergía de fluxo

10. Problemas
Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene 0.05 kg de vapor de
agua a 1 Mpa y 300°C. El vapor se expande a un estado final de 200
kPa y 150°C, por lo que realiza trabajo. Durante este proceso se
estiman pérdidas de calor del sistema hacia los alrededores de 2 kJ.
Si se supone que los alrededores están a T0 = 25°C y P0= 100 kPa,
determine a) la exergía del vapor en los estados inicial y final, b) el
cambio de exergía del vapor, c) la exergía destruida y d) la eficiencia
según la segunda ley para este proceso.
Solución:

11. Problemas
Solución:

12. Problemas
Solución:

13. Problemas
Un recipiente rígido de 200 m3 contiene aire comprimido a 1 MPa
y 300 K. Determine cuánto trabajo puede obtenerse de este aire
si las condiciones ambientales son 100 kPa y 300 K.
Solución:

14. Problemas
Solución:

15. Problemas
Un refrigerante será comprimido en forma estacionaria por un
compresor, desde 0.14 MPa y -10°C hasta 0.8 MPa y 50°C.
Considerando que las condiciones ambientales son de 20°C y 95
kPa, determine el cambio de exergía del refrigerante durante este
proceso y la entrada de trabajo mínimo que necesita ser
proporcionado al compresor por unidad de masa del refrigerante.
Solución:

16. Problemas
Solución: