Comparison of entropic and exergetic methods of quantification of loss of power due to irreversibilities in real processes using the Gouy–Stodola theorem
Notice bibliographique
Résumé
Thermodynamics offers two methods of quantification of irreversibilities in real processes, namely entropy generation method and exergy destruction method. The engineering students in different disciplines are generally taught only the entropy analysis of processes in their second, advanced level, course in thermodynamics. The exergy analysis of quantification of irreversibilities is rarely covered adequately in the undergraduate courses in thermodynamics, especially when chemical effects are involved where the concept of chemical exergy plays the key role. In this article, the entropy and exergy methods of quantification of irreversibilities are reviewed and are applied to two real processes: steady-state de-mixing of a binary gas mixture into pure components and steady-state combustion of carbon monoxide gas. According to the entropy generation method, the loss of power due to irreversibilities is proportional to the rate of total entropy production (internally and externally). According to the exergy destruction method, the loss of power is equal to the rate of total exergy destruction (internally and externally). Although the calculation procedures involved in the two methods are quite different, the two methods yield the same results in terms of the loss of power due to irreversibilities in the real processes considered in this article. Thus, the detailed calculations carried out in this work confirm that the two methods of quantification of irreversibilities are equivalent. The exergetic method has the advantage that only the knowledge of the exergies of the flowing streams at the inlet and outlet conditions is required in order to calculate the loss of power due to irreversibilities, whereas the entropic method requires a stepwise calculation scheme in going from the inlet conditions to the outlet conditions of the process flow streams. As the material presented in this article involves advanced level concepts in thermodynamics, the appropriate place for the introduction of this material to the engineering students is the second, advanced level, course in thermodynamics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,005 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».