『系が外界とのみ熱・仕事を交換しながら、外界と平衡するまで状態変化するとき、系から理論上取り出せる最大の仕事量』のことである。熱力学第二法則によると、熱を仕事に変換するには常にカルノー効率による制約が伴うので、熱に関連したエネルギーを扱うときには、そのうちの有効に仕事に変換できる部分とできない部分とを区別して扱うことが必要である。前者がエクセルギーとよばれる[1][2][3][4]。熱力学第一法則(エネルギー保存則)は常に成り立つので、外界を含めた拡大系では、エネルギーの量は一定不変である。「省エネルギー」、「エネルギーを節約する」と言うときの「エネルギー」は、「エネルギーの価値」、「エネルギーの質」の意味であり、これがエクセルギーに対応していると考えられる。省エネルギーを念頭において機器の開発や改良を行う際には、エクセルギーを用いた評価法は極めて有力な手段となる。Clausius)らが熱力学を確立する基礎となった。このカルノーの問題意識はエクセルギーに対する問いそのものであり、熱力学第二法則がその答えとなっている。書籍で「熱の仕事として利用できる度合い」の意味で用いられた。解析的表示を提示し、自由エネルギーの概念を発表した。Stodola)がエントロピー発生とエクセルギー損失の関係(グイ・ストドラの定理)を発見した。命名して、熱力学的概念の確立と普及に大きく寄与した。合成語として、エクセルギー(exergy)の術語を提案した。現在ではほぼエクセルギーが一般的に使用されている[2][5]。熱流のエクセルギー[編集]熱は物体から他の物体へ移動するエネルギーのひとつの形態であり、物体の温度に密接に関連したエネルギーである。T0)との間でカルノーサイクルを動かしたとして、次式となる。(1)}外界よりも温度の低い物体は「冷熱」を持っているということもある。{T}{T_{0}}}\right)Q_{0}}の仕事が得られる。{T_{0}}{T}}}の関係がある。負であり、結果として得られる仕事量は正の値となる。(2)}で表される[2]。(3)}とすることができる。負であり、正の値にするためにマイナス符号をつけている。物質の持つエクセルギー[編集]ある状態の物質の持つエネルギーは物質の出入のない系(閉じた系)では内部エネルギー、そうでない系(開いた系)ではエンタルピーであるが、この中には、仕事に変換できる部分とできない部分が含まれている。物質が外界と平衡するまで状態変化を行うとき、そこから取り出せる仕事の最大値が物質の持つエクセルギーである。補助熱機関を加えた大きい系[編集]対象とする物質(系)が任意の状態変化をするとき、系は外界に対して仕事をし、同時に熱を放出する。外界に対して行った仕事は上記の仕事の一部となるのに加えて、外部へ放出した熱も、その後仕事に変換できる可能性がある。内部仕事とよび、補助熱機関が行う仕事を外部仕事とよぶ。ある状態の物質の持つエクセルギーは、外界と平衡するまで状態変化を行うときに取り出せる有効仕事の最大値である。このような有効仕事に対して、次の定理が成立する[1]。『与えられた二つの状態間で変化が行われる場合、変化が可逆の場合に有効仕事が最大(符号も含めた代数的意味で最大)となる。可逆であれば、有効仕事は変化の経路に依存せず、両端の状態のみにより定まる。