Глава 57.1 Система в равновесии

Если система находится в равновесии, то ее энтропия не ме­няется, и приращение энтропии равно нулю. Всякое изменение состояния системы связано с изменением ее энтропии; при этом все естественные процессы идут с увеличением энтропии. Лю­бой процесс идет до тех пор, пока не наступит термодинамиче­ское равновесие. При этом может быть совершена определенная полезная работа. После достижения состояния равновесия об­мен энергией между телами, а следовательно, и совершение работы, прекращается. Очевидно, что максимальная работа от системы может быть получена при переходе всех частей систе­мы из первоначального состояния в состояние равновесия с ок­ружающей средой. Эта максимальная работа и получила на­звание эксергии.

Это понятие лежит в основе раздела термодинамики, полу­чившего название термодинамического или эксергетического анализа. Эксергетический анализ позволяет не только учиты­вать количество энергии, потребляемой и отдаваемой системой, но и качество этой энергии, т. е. способность этой энергии быть превращенной в полезную работу.

Необходимо четко различать понятия «энергия» и «эксергия». В то время как энергия является одним из фундаменталь­ных философских понятий, отражающих объективные свойства материи, «эксергия» является термодинамическим понятием, введенным для удобства анализа термодинамических систем. Это не значит, однако, что эксергия является чистой абстракци­ей. Наоборот, она может иметь вполне реальное материальное и стоимостное выражение в виде массы топлива,, которое необ­ходимо сжечь для получения единицы эксергии или стоимости этого топлива в рублях. Между тем, энергия часто не имеет никакой реальной стоимости (как, например, оценить стоимость энергии солнечного излучения, поступающего на землю, или внутреннюю энергию воздуха?).

Согласно закону сохранения энергии, энергия не возникает и не исчезает, она только переходит из одной формы в другую (переходы материи в энергию и обратно, изучаемые квантовой физикой, здесь не рассматриваются). Эксергия же, наоборот, полностью исчезает при достижении состояния равновесия с ок­ружающей средой. Поэтому закона сохранения эксергии быть не может.