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エクセルギー

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2019/01/13 10:49 UTC 版)

エクセルギー (英: exergy) とは、『系が外界とのみ熱・仕事を交換しながら、外界と平衡するまで状態変化するとき、系から理論上取り出せる最大の仕事量』のことである。availability、available energy、有効エネルギーなどとよばれることもある。

^ このような補助熱機関を考える理由は、系の取り得る変化経路として任意の経路を対象としたいためである。もし、補助熱機関をなくした状態で系が可逆変化を行うならば、可能な可逆経路としては、現在の状態から外界温度まで断熱変化を行い、その後外界温度と熱平衡を保ったまま圧力が外界と平衡するまで等温変化する経路だけが可能となる。これ以外の経路は有限温度差での熱移動を伴うため、すべて非可逆となる。
^ 後述するように、物質の出入りのない閉じた系で取り出せる仕事は、この W_g から排除仕事 p₀ ΔV(ただし ΔV はこの間の系の体積増加量)を差し引かねばならない。元の文献では、W_g を「総仕事」とよび、排除仕事(開いた系では 0 )を差し引いたものを「有効仕事」と呼んで区別しているが、ここでは簡略化のために区別せずに一括して「有効仕事」とした。したがって、開いた系では両者は一致するが、閉じた系で実際に得られる仕事量はW_g から排除仕事を差し引いた値となる。

^ 実際は燃焼中の火炎からの放射伝熱で蒸発管内の水を加熱するので、燃焼と伝熱が同時に進行する。このため、ここでの計算で用いた燃焼ガスの温度などは、実際とはかなり異なった値になっていると思われる。

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l 石谷清幹著編、『熱管理士教本エクセルギーによるエネルギーの評価と管理』、共立出版 (1977)、ISBN 4-3200-8000-9. (絶版：理論編は文献 2. に継承)
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f 久角、中西、毛利、『エクセルギーデザイン学の理解と応用続熱管理士教本』大阪大学出版会 (2012)、ISBN 978-4-87259-414-0
^ 高橋秀俊、エクセルギー応用物理第48巻第8号 pp745-750 (1979)
^ ^a ^b ^c 押田勇雄、『エクセルギー講義』、太陽エネルギー研究所(1986)、ISBN 4-320-09704-1 C3050.
^ R. W. Haywood, "A Critical Review of the Theorems of Thermodynamic Availability, with Concise Formulations", Journal of Mechanical Engineering Science, vol.16 no.3, pp.160-173 & vol.16 no.4, pp.258-267(1974).
^ ^a ^b 谷下市松、『工学基礎熱力学』、裳華房(1971)、ISBN 4-7853-6008-9.
^ ^a ^b ^c P.W.Atkins (千原秀昭、中村亘男訳),『アトキンス物理化学(上)』、東京化学同人 (2001)、ISBN 4-8079-0529-5.
^ Z. Rant, "Exergie, ein neues Wort Für technishe Arbeitsfähigkeit", Forsch. Ing. Wes., Vol.22, pp.36-37 (1956).
^ 日本機械学会、『1980 SI 日本機械学会蒸気表』日本機械学会 (1980)

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