Exergía, entropía y calidad de la energía

Question

Estoy dando una clase sobre el tema de la "calidad de la energía". Se supone que debo decirles que la calidad de la energía es una medida de la facilidad (efectiva, supongo) con que el tipo de energía puede convertirse en diferentes tipos de energía, por ejemplo exergía . El libro que estoy usando afirma que la calidad de la energía depende de la entropía pero no dice cómo.

La única definición de calidad de la energía que puedo encontrar es $\frac{\textrm{Exergy}}{\textrm{Energy}}$ . ¿Puede definirse la calidad de la energía también en términos de entropía? ¿Existe una relación entre la exergía y la entropía?

No encuentro nada sobre la calidad de la energía en mis libros de termodinámica, así que quizá no tenga un significado exacto...

¿Quizás la calidad de la energía esté relacionada con la entropía debido a la segunda ley de la termodinámica en el sentido de que la conversión de una energía de alta entropía da lugar a una energía de entropía aún mayor?

Estoy confundido.

Answer 1

Creo que la calidad de la energía se puede relacionar con el cambio de entropía utilizando un ciclo de Carnot en el diagrama T-S. Para la misma cantidad de calor añadido y la misma temperatura del sumidero, si se consideran dos fuentes en T1 y T2.T1>T2 entonces, el cambio de entropía durante la entrada de calor para T1 será menor, por lo que el calor rechazado con la fuente en T1 será menor que la otra fuente.Esto significa más trabajo realizado con la fuente T1.Por lo tanto, el calor a mayor temperatura es de mayor calidad.

Creo que, para aprender sobre la entropía sin mucha matemática, el libro "The Laws of Thermodynamics: A Very Short Introduction", de Peter Atkins, le será útil.

Answer 2

Encontré mi respuesta en la página de la wikipedia sobre exergía. Dice:

...la exergía siempre se destruye cuando un proceso es irreversible, por ejemplo la pérdida de calor al entorno (véase la Segunda Ley de la Termodinámica). Esta destrucción es proporcional al aumento de entropía del sistema junto con su entorno.

Por tanto, si la calidad de la energía se define como la relación entre la exergía y la energía, la pérdida de calidad de la energía debe ser proporcional al aumento de la entropía.

Answer 3

La exergía depende de la entropía. Así que al definir la calidad de la energía como Exergía/Energía, se puede argumentar que la calidad de la energía depende de la entropía.