開いた系(流れ系)のエクセルギー
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」の記事における「開いた系(流れ系)のエクセルギー」の解説
実用的な多くの系は、物質の出入を伴う開いた系となる。開いた系の微小変化では、熱力学第一法則 dQ = dH + dWi より、内部仕事は、 d W i = d Q − d H {\displaystyle dW_{i}=dQ-dH} と表される。また、補助熱機関が行う外部仕事は、閉じた系と同一であるので、有効仕事は次式となる。 d W g = d W i + d W e = d Q − d H + ( 1 − T 0 T ) ( − d Q ) = − d H + T 0 T d Q = − d H + T 0 d S {\displaystyle {\begin{aligned}dW_{g}&=dW_{i}+dW_{e}=dQ-dH+\left(1-{\frac {T_{0}}{T}}\right)(-dQ)\\&=-dH+{\frac {T_{0}}{T}}dQ=-dH+T_{0}dS\end{aligned}}} ただし、dQ/T = dS は可逆変化における系のエントロピー増加量である。 これを現在の状態 (H, S) から外界と平衡する状態 (H0, S0) まで積分すれば、開いた系で物質がもつエクセルギーは次式となる。 E = W g = H − H 0 − T 0 ( S − S 0 ) ( 5 ) {\displaystyle E=W_{g}=H-H_{0}-T_{0}(S-S_{0})\qquad \qquad (5)}
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