А на выходе из системы

∑ E₂= ∑H₂ —T_o ∑S₂,

И изменение эксергии в ходе процесса

∆E = ∑ E₂ —∑ E₁ = (∑H₂ —∑H₁ ) — T_o (∑S₂ — ∑S₁).

Поскольку всегда ∑ E₂ = ∑ E₁ , то ∆E = —T_o∆ S≤0.

Это уравнение носит название уравнения Гюи—Стодолы.

Так как всегда ∆S >0, то в любом реальном процессе эксергия убывает (∆E< 0) пропорционально возрастанию энтропии. Величину —T₀∆S часто используют для характеристики термодинамического несовершенства системы. Она показывает, какое количество работы безвозвратно потеряно вследствие нерационального аппаратурно-технологического оформления процесса или из-за принципиальных его особенностей, приводящих к термодинамической необратимости.

Поскольку часть энергии в соответствии со вторым законом термодинамики невозможно превратить в работу, то эту часть иногда называют анергией А_н , т.е. при Т>Т_о и T = const E = H(1—Т_о/Т), следовательно,

А_н = Н — Е = НТ_о/Т

или при Т≠const

А_н= _{Т о} ∫ ^{T ______d____}_T ^{________H_________} = ST_o.

Понятие анергии помогает осознать тот факт, что объективно существует такая энергия, которая в принципе неработоспособна, и попытки организовать процесс, основанный на ее использовании, бесполезны.

Таким образом, под степенью термодинамического совершенства технологического процесса можно понимать степень его обратимости. В обратимом процессе сумма эксергий потоков, подведенных к системе, ∑Е⁺ равна сумме эксергий потоков, отведенных от системы, ∑Е^-. Следовательно, коэффициент полезного действия (КПД) η_е обратимого процесса будет равен

η_{е =} ∑Е^-/∑Е⁺_=1.

В любом реальном процессе вследствие необратимости ∑Е^- < ∑Е⁺ т.е. соответственно

η_{е =} ∑Е^-/∑Е⁺_<1.

Разность ∑Е⁺ —∑Е^- = ∆E – характеризует потери эксергии в процессе,

т. е.

η_{е =} ∑Е^-/∑Е⁺ = (∑Е⁺_.—∆E)/ ∑Е⁺=1 —_.∆E/ ∑Е⁺.

Величина ∑Е⁺ представляет собой сумму эксергий всех видов энергии и сырья, подведенных к системе (обобщенные энергетические затраты), а ∑Е^- —это по существу обобщенная валовая производительность агрегата. Эксергетический КПД всегда меньше единицы. Он показывает степень приближения системы к идеальной.

Таким образом, КПД отражает степень термодинамического совершенства (степень приближения к обратимости) любого процесса, будь то процесс производства энергии, технологический или энерготехнологический процесс. Расчет η_е позволяет по его абсолютной величине определить степень термодинамического совершенства процесса и, соответственно, целесообразность поиска способов снижения энергетических затрат; определить путем сопоставления значений η_е для однородных процессов (т. е. процессов, предназначенных для одной цели) наилучший в данных условиях метод (с точки зрения энергетики), а также определить относительное влияние на эффективность процесса различных статей расхода, полезных эффектов, а следовательно, определить целесообразность применения некоторых способов улучшения его показателей (эффективность использования вторичных ресурсов, замены одного источника энергии на другой и др.).

Таким образом, эксергетический метод анализа позволяет определить степень термодинамического совершенства процесса, выявить основные источники потерь эксергии, определить возможности снижения этих потерь и наметить направления создания эффективной технологии.