Exergia

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Exergia1 
 
Definição 
- Exergia é o máximo trabalho teórico possível a 
partir de um sistema global (composto por um 
sistema e o ambiente) conforme este entra em 
equilíbrio com o ambiente, ou seja, atinge o 
estado morto. 
Diferença entre Exergia 
e Energia 
- Exergia pode ser destruída. 
- Energia não pode ser destruída. 
Ambiente 
- Também conhecido como “ ambiente de 
referência da exergia”. 
- O ambiente é considerado um sistema 
compressível simples. 
- É grande em extensão e uniforme em 
temperatura To e pressão po . 
- Usual: 25 ºC e 1 atm 
- O ambiente é livre de irreversibilidades. 
*Para ficar um pouco mais fácil de gravar, o 
ambiente é como se fosse a “vizinhança” (já 
definida em um resumo anterior), blz? 
Estado Morto 
 
1 SHAPIRO, Princípios da Termodinâmica 
- Se um sistema de interesse está a To e po e 
em repouso em relação ao ambiente, dizemos 
que o sistema está no estado morto. 
- No estado morto, não há potencial para se 
desenvolver trabalho 
Equação da Exergia 
E = (U – Uo) + po(V – Vo) – To(S – So) + Ec + Ep 
 U – Uo: Variação da energia interna 
 V – Vo: Variação do volume 
 S – So: Variação de exergia 
 Ec: Energia cinética 
 Ep: Energia potencial 
Balanço de Exergia para 
Sistemas Fechados 
 
 
 
∆𝐸 = ∫ (1 −
𝑇𝑜
𝑇𝑏
) 𝛿𝑄 − [𝑊 − 𝑝𝑜 (𝑉2 − 𝑉1)] − 𝑇𝑜𝜎
2
1
 
 
 
 
- Se a destruição de exergia 𝐸𝑑 = 𝑇𝑜𝜎 for > 0, 
há irreversibilidades. 
- Se o sistema for isolado, não ocorrem 
interações de calor ou trabalho com a vizinhança 
e, portanto, não ocorrem transferências de 
exergia entre o sistema e a vizinhança. 
Variação 
de 
Exergia 
Transferência de 
exergia associada 
ao calor 
 
Transferência de 
exergia associada 
ao trabalho 
 
Destrui
ção de 
exergia 
 
Transferências de exergia 
- Subscrito “o” ⇒ estado morto 
Outras fórmulas usuais 
→ Exergia Específica 
𝑒 = (𝑢 − 𝑢𝑜)+ 𝑝𝑜(𝑣 − 𝑣𝑜) − 𝑇𝑜(𝑠 − 𝑠𝑜 ) +
𝑉2
2
+ 𝑔𝑧 
- Para entender essa fórmula, basta dividir a 
equação da exergia pela massa m. 
****CUIDADO: esse V² é velocidade, não volume. 
Vem da energia cinética. Não vai confundir. 
 
→ Exergia Específica de Fluxo 
𝑒𝑓 = (ℎ − ℎ𝑜) − 𝑇𝑜(𝑠 − 𝑠𝑜) +
𝑉2
2
+ 𝑔𝑧 
 
𝑒𝑓1 − 𝑒𝑓2 = (ℎ1 − ℎ2 ) − 𝑇𝑜(𝑠1 − 𝑠2) +
𝑉1
2 − 𝑉2
2
2
+ 𝑔(𝑧1 − 𝑧2) 
 
→ Balanço de Exergia para Volume de 
Controle em Regime Permanente 
0 = ∑ 
𝑗
(1 −
𝑇𝑜
𝑇𝑗
) �̇�𝑗 − �̇�𝑉𝐶 + ∑ �̇�𝑒𝑒𝑓𝑒
𝑒
− ∑ �̇�𝑠𝑒𝑓𝑠
𝑠
− �̇�𝑑 
*e: entrada s: saída 
Eficiência Exergética 
- Também conhecida como “Eficiência da 2ª Lei” 
𝜀 = η (
1 − 𝑇𝑜 /𝑇𝑢
1 − 𝑇𝑜/𝑇𝑓
) 
 ε: Eficiência relacionada a exergia 
 𝜂: Eficiência relacionada a energia 
 u: uso 
 f: fonte