Het belangrijkste verschil tussen energie en exergie is dat de energie een kwantitatieve meting is, terwijl de exergie een kwalitatieve meting is.
Energie is het vermogen van een stof om werk uit te voeren. Het is dus een kwantitatieve parameter. Maar exergie geeft het maximale werk dat een stof kan doen. Daarom is het een kwalitatieve parameter. We meten echter beide parameters om het totale nuttige werk te bepalen dat we uit een thermodynamisch systeem of een stof kunnen halen.
Wat is energie?
De energie van een bepaalde stof is het vermogen van die stof om werk te doen. Het is een kwantitatieve eigenschap. We kunnen energie omzetten in een stof om een werk uit te voeren of de stof te verwarmen. Bovendien is het een geconserveerde hoeveelheid. Volgens de wet van behoud van energie kunnen we alleen de ene vorm van energie omzetten in een andere, maar kunnen we deze niet creëren of vernietigen.
Figuur 01: We kunnen zonne-energie omzetten in elektriciteit.
De SI-eenheid voor het meten van energie is joule (J). Er zijn verschillende vormen van energie die we kennen; potentiële energie, kinetische energie, elastische energie, chemische energie, thermische energie, stralingsenergie, enz. Wat nog belangrijker is, we kunnen de energievoorraden in een bepaalde stof in twee categorieën verdelen als potentiële energie die is opgeslagen in de stof en kinetische energie die is bepaald door de beweging van de stof. Deze twee categorieën zijn voldoende om alle andere vormen van energie te beschrijven.
Wat is exergie?
Exergie is een thermodynamische term die de maximale bruikbare arbeid beschrijft die een stof kan verrichten tijdens het proces om een systeem in evenwicht te brengen met een warmtereservoir. Met andere woorden, het is het maximale bruikbare werk dat we uit een systeem kunnen halen wanneer het omkeerbaar in evenwicht komt met zijn omgeving. Bovendien is het de capaciteit van dat systeem om fysiek werk te doen.
Belangrijker is dat exergie een maatstaf is voor de energiekwaliteit. Kwaliteit betekent hier het vermogen om fysiek werk te verrichten. Een voorbeeld van dergelijk fysiek werk is het vermogen om weerstand te overwinnen tegen de beweging van een object. Daarnaast definiëren we deze kwaliteit met betrekking tot de omgeving van het systeem of de stof.
Afgezien daarvan kunnen we de exergie van een stof of een systeem (in tegenstelling tot energie) tijdens transformaties vernietigen. Zo kan energie worden omgezet in lage temperatuur restwarmte. Dit vermindert de kwaliteit van energie. De som van output en de restwarmte is altijd gelijk aan de totale input. De maateenheid voor exergie is echter dezelfde als voor energie.
Wat is het verschil tussen energie en exergie?
Energie van een bepaalde stof is het vermogen van die stof om werk te doen, terwijl exergie een thermodynamische term is die het maximale nuttige werk beschrijft dat een stof kan verrichten tijdens het proces om een systeem in evenwicht te brengen met een warmtereservoir. Bovendien verwijst energie van een stof naar het werk dat het kan uitvoeren, terwijl exergie verwijst naar het maximale werk dat kan presteren. In tegenstelling tot energie kan exergie tijdens een proces vernietigd worden. Daarnaast is energie van een stof een kwantitatieve parameter, terwijl exergie een kwalitatieve parameter is. Dit is het belangrijkste verschil tussen energie en exergie.
De onderstaande infographic presenteert het verschil tussen energie en exergie in tabelvorm voor een snelle referentie.
Samenvatting – Energie versus exergie
Energie en exergie zijn twee gerelateerde parameters van thermodynamische systemen of stoffen. Hoewel er veel verschillen tussen zijn, kunnen we het verschil tussen energie en exergie definiëren als; energie is een kwantitatieve meting, terwijl exergie een kwalitatieve meting is.
