Exergi är ett begrepp inom det termodynamiska fysikens område som har kommit att ersätta entropi som en mer exakt representation av vad som händer med energi när den används i ett öppet system, till exempel i industriella eller biologiska processer på jorden. Enkelt uttryckt representerar exergi mängden energi som finns i ett system som är tillgängligt för användbart arbete. När systemet utför sin funktion används exergi i processen och kan aldrig återvinnas.
I denna mening bidrar användningen av exergi till den övergripande entropin av själva universum. Detta beror på att entropi representerar en trend mot en maximal fördelning av energi till den punkt där det inte längre är möjligt för förändring att äga rum, vilket mer kortfattat kallas värmedöd. Begreppet värmedöd representerar en period i en lång framtid för hela universum, vilket anses vara ett slutet system där extern energi aldrig kommer in. I slutändan förväntas energi i den grundläggande formen av värme vara jämnt fördelad över hela rymden, vilket skapar en helt homogen miljö där livet i sig skulle vara omöjligt. En analys av exergienergi är därför en metod för att ta den naturliga, utbredda processen av entropi och titta på den i en mindre lokal skala för maskiner eller någon ordnad process eller varelse som förbrukar energi för att fungera eller leva i ett högre tillstånd av ordning.
Att mäta kemisk exergi kan vara viktigt eftersom det är ett sätt att representera förbrukningen av naturresurser och den oundvikliga förlusten av en del av massan av dessa resurser på jorden när de omvandlas till värme, som går förlorad till rymden. En bilmotor är ett bra exempel på ett system som förbrukar exergi för att fungera. Eftersom energin i bränslet som motorn förbränner omvandlas till värme och tryck i motorn, ventileras denna energi till den yttre miljön i spillvärme och mekanisk rörelse, som så småningom förs ut i rymden och inte längre kan återvinnas för nyttigt arbete.
Exergi följer på detta sätt termodynamikens andra lag, som säger att olika energinivåer mellan system eller kroppar har en tendens att utjämnas över tiden. Termodynamikens första lag överensstämmer också med principen, där den säger att materia varken kan skapas eller förstöras. Eftersom exergianalys är en metod för att beskriva den tillgängliga energin i ett system som kan utföra arbete, hävdar den inte att energi har förstörts, utan istället bara att den har nått ett tillstånd där systemet inte längre kan använda den.
Att beräkna exergiutvecklingen för ett system kan göras med en mängd olika matematiska formler. De är beroende av vilken användning energi som används i systemet, om de ska producera exergisk värme, tryck, ljud, ljus eller andra former av nyttigt energibaserat arbete. En formel som används i ett försök att representera alla faktorer är:
Ε = U – Ueq + po(V -Veq) – Τo(S – Seq) – Σμo(ni – nieq)i.
I formeln representerar U, V, S och ni alla faktorer inom ett ordnat system som en maskin eller livsform som inkluderar dess interna energinivå, massa i volym och inneboende entropi. Dess storlek mätt med dess molekylvikt. Värdena som representeras av po, To och uo är platshållare för den yttre miljön, inklusive tryck, temperatur och kemiska interaktioner. Värdet av eq står för termodynamisk jämvikt, vilket alla system trendar mot med sin omgivande miljö.
Medan ökningen av exergi och entropi båda anses vara ett yttersta exempel på hur varje ökad ordning som förs till materia så småningom kommer att ogiltigförklaras, är ett sådant koncept baserat på idén att universum är ett slutet system. Som en klocka som gradvis sjunker, anses alla ordnade processer vara på väg mot ett tillstånd av maximal entropi och slumpmässighet. Om universum däremot är ett öppet system där yttre energi kommer in som ständigt sker på jorden av solens energi, kan ökande ordning förlängas i det oändliga. Båda fysikteorierna som postulerar närvaron av en multiversum av flera parallella, interagerande universum, eller den hos en högre makt som övervakar kosmos, tyder på att universum kan vara ett öppet system där energi kommer in utifrån och exergin fylls på.