Availability Concept in Thermodynamics | Available & Unavailable Energy Explained in Hindi


Availability Concept क्या होता है?

Thermodynamics में Availability (या Exergy) का मतलब होता है किसी system में मौजूद energy का वह हिस्सा जिसे हम useful work में बदल सकते हैं।

हर system में total energy होती है लेकिन उसकी पूरी energy work में convert नहीं की जा सकती — यही बात हमें available और unavailable energy का concept देती है।

1. Available Energy (Exergy)

Available energy वह भाग है किसी system की total energy का, जिसे हम ideal reversible process में useful work में बदल सकते हैं।

  • It depends on the system state and surroundings.
  • Higher availability = higher potential to do work

Example: एक high-pressure gas से turbine को run करके हम work प्राप्त कर सकते हैं — यह उसकी available energy है।

2. Unavailable Energy (Anergy)

Unavailable energy system की वह energy होती है जिसे work में convert नहीं किया जा सकता, चाहे कितनी भी कोशिश करें (Second Law के कारण)।

  • It is the part of energy lost due to irreversibility and entropy generation.

Example: जब heat low-temperature sink में reject होती है, वो useful नहीं रह जाती — यह anergy है।

3. Total Energy = Available + Unavailable

कोई भी energy source जैसे steam, gas, या fuel में:

Total Energy = Exergy (Available) + Anergy (Unavailable)

Reversible processes में more exergy preserved होती है, और irreversible processes में ज़्यादा anergy generate होती है।

4. Maximum Useful Work (Wmax)

जब कोई system surrounding के साथ reversible तरीके से thermal और mechanical equilibrium में आ जाता है, तब जो work प्राप्त हो सकता है वही maximum useful work होता है।

Wmax = Exergy = Available energy

5. Dead State (Reference Environment)

Dead state वह condition होती है जहाँ system और surroundings के बीच कोई temperature, pressure या chemical difference नहीं होता।

  • At dead state ⇒ No work is possible

Availability हमेशा system के dead state तक पहुंचने तक के path को consider करता है।

6. Exergy Destroyed due to Irreversibility

Irreversible processes हमेशा कुछ availability (exergy) को destroy कर देते हैं:

Exergy destroyed = T0 × ΔSgen

  • जहाँ T0 = surrounding का temperature
  • ΔSgen = entropy generation

निष्कर्ष (Conclusion)

Availability concept thermodynamic systems की efficiency को better समझने में मदद करता है। केवल energy conservation ही काफी नहीं, बल्कि energy को कितनी effectively useful work में बदला जा सकता है — यही engineering का core है। Exergy analysis से हम systems को optimize कर सकते हैं और losses को minimize कर सकते हैं।

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