Eksergija yra fizikos termodinamikos srities sąvoka, pakeičianti entropiją kaip tikslesnį atvaizdą to, kas atsitinka su energija, kai ji naudojama atviroje sistemoje, pavyzdžiui, pramoniniuose ar biologiniuose procesuose Žemėje. Paprasčiau tariant, eksergija reiškia energijos kiekį sistemoje, kuri yra prieinama naudingam darbui. Kai sistema atlieka savo funkciją, procese naudojama ekserzija ir jos niekada negalima atkurti.
Šia prasme eksergijos naudojimas prisideda prie bendros pačios visatos entropijos. Taip yra todėl, kad entropija reiškia maksimalaus energijos pasiskirstymo tendenciją iki taško, kai nebeįmanoma įvykti pokyčių, o tai trumpiau vadinama šilumos mirtimi. Šilumos mirties samprata reiškia laikotarpį tolimoje ateityje visai visatai, kuri laikoma uždara sistema, į kurią niekada nepatenka išorinė energija. Galiausiai numatoma, kad energija pagrindinėje šilumos formoje bus tolygiai paskirstyta erdvėje, sukurdama visiškai homogenišką aplinką, kurioje pati gyvybė būtų neįmanoma. Todėl eksergijos energijos analizė yra metodas, leidžiantis pažvelgti į natūralų, plačiai paplitusį entropijos procesą ir pažvelgti į jį mažesniu, vietiniu mastu mašinoms ar bet kokiam sutvarkytam procesui ar būtybei, kuri sunaudoja energiją, kad galėtų veikti arba gyventi aukštesnėje būsenoje. įsakymas.
Cheminės eksergijos matavimas gali būti svarbus, nes tai būdas parodyti gamtos išteklių suvartojimą ir neišvengiamą šių išteklių masės dalies praradimą Žemėje, kai jie virsta šiluma, kuri prarandama erdvėje. Automobilio variklis yra geras sistemos, kuriai dirbti reikia jėgų, pavyzdys. Variklio deginamo kuro energija paverčiama šiluma ir slėgiu variklyje, ši energija išmetama šiluma ir mechaniniu judesiu išleidžiama į išorinę aplinką, kuri galiausiai išnešama į kosmosą ir nebegali būti panaudota naudingam darbui.
Eksergija tokiu būdu atitinka antrąjį termodinamikos dėsnį, teigiantį, kad skirtingi energijos lygiai tarp sistemų ar kūnų laikui bėgant turi tendenciją susilyginti. Pirmasis termodinamikos dėsnis taip pat atitinka principą, kuriame teigiama, kad materijos negalima nei sukurti, nei sunaikinti. Kadangi ekserginė analizė yra metodas, leidžiantis apibūdinti turimą energiją sistemoje, kuri gali atlikti darbą, ji neteigia, kad energija buvo sunaikinta, o tik kad ji pasiekė būseną, kai sistema nebegali jos panaudoti.
Sistemos eksergijos raidą galima apskaičiuoti naudojant įvairias matematines formules. Jie priklauso nuo to, kaip energija naudojama sistemoje, ar generuoti ekserinę šilumą, slėgį, garsą, šviesą ar kitas naudingas energija pagrįsto darbo formas. Viena formulė, naudojama bandant pavaizduoti visus veiksnius, yra:
Ε = U – Ueq + po(V -Veq) – Τo(S – Seq) – Σμo(ni – nieq)i.
Formulėje U, V, S ir ni reiškia veiksnius, esančius sutvarkytoje sistemoje, pavyzdžiui, mašinoje ar gyvybės formoje, įskaitant jos vidinį energijos lygį, masę pagal tūrį ir būdingą entropiją. Jo dydis matuojamas pagal jo molekulinę masę. Reikšmės, pavaizduotos po, To ir uo, yra išorinės aplinkos, įskaitant slėgį, temperatūrą ir chemines sąveikas, žymės. Eq reikšmė reiškia termodinaminę pusiausvyrą, kurią visos sistemos linksta su juos supančia aplinka.
Nors ir eksergijos, ir entropijos padidėjimas laikomi galutiniu pavyzdžiu, kaip galiausiai bus panaikinta bet kokia išaugusi materija, tokia koncepcija grindžiama idėja, kad visata yra uždara sistema. Kaip laikrodis, kuris palaipsniui sukasi, manoma, kad visi sutvarkyti procesai yra nukreipti į maksimalios entropijos ir atsitiktinumo būseną. Tačiau jei visata yra atvira sistema, į kurią išorinė energija patenka taip, kaip nuolat vyksta į Žemę saulės energija, tada didėjanti tvarka gali būti pratęsta neribotą laiką. Abi fizikos teorijos, teigiančios, kad egzistuoja kelių lygiagrečių, sąveikaujančių visatų multivisatos, arba aukštesnės jėgos, prižiūrinčios kosmosą, teigia, kad visata gali būti atvira sistema, į kurią energija patenka iš išorės ir pasipildo ekserga.