¿La primera ley de la termodinámica (conservación de la energía) también es aplicable a la potencia?

Estoy familiarizado con la primera ley de la termodinámica que establece que la energía total [J] de un sistema aislado permanece constante. Con base en esta ley, uno puede, por ejemplo, crear un diagrama de Sankey de un sistema que represente cómo la energía se transforma de una forma a otra como este ejemplo que encontré en línea:

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Ahora me preguntaba si esta ley de conservación también se aplica a Power [J/s] en un sistema. Para mi investigación, deduje cómo va el flujo de potencia para una rectificadora (sistema cerrado): desde la potencia de entrada del motor hasta otras tres formas (energía de trituración, producción de calor y pérdida de potencia).

Fyi: El molinillo (pulverizador) funciona en base a 3 placas batidoras que giran a altas velocidades para romper el material entrante al impactar. Además de romper el material, las velocidades extremas a las que giran estas placas también crean una enorme cantidad de turbulencia en la cámara de molienda, lo que genera calor.

El diagrama de Sankey resultante para el molinillo que funciona a velocidades constantes se ve así:

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Pude calcular matemáticamente la potencia de molienda (1) y la producción de calor (2, 3) pero para la pérdida de potencia (4, 5) apliqué la ley de conservación de la energía para explicar los últimos 4,4 kW como pérdida de potencia debido a la fricción. en el sistema (no.4).

Intuitivamente, diría que esta forma de deducción es correcta, pero por alguna razón no estoy 100% seguro de si la ley de conservación de la energía también se relaciona directamente con la potencia. Desafortunadamente, no puedo encontrar literatura sobre la conservación del poder.

¿Algún comentario sobre esto?

Respuestas (1)

Como dices, el principio de conservación de la energía establece que la energía total de un sistema aislado (también conocido como cerrado) permanece constante.

La potencia es la tasa de cambio de la energía. Entonces se puede deducir que la cantidad total de energía que entra o sale de un sistema aislado es cero.

Su pulverizador no es en realidad un sistema aislado. Tiene una entrada y varias salidas. En el interior de este sistema no se almacena energía para su uso posterior, por lo que toda la energía que entra también sale por una vía u otra.

Su pregunta se relaciona con el flujo de energía a través del pulverizador. Para un proceso continuo en estado estacionario, es más lógico describir este flujo en términos de potencia, particularmente cuando se hace referencia al consumo de energía o la producción de maquinaria específica como un pulverizador.

Gracias por la explicación clara, de hecho me equivoqué en la definición de sistema cerrado/abierto. Entonces, bajo el supuesto de que el proceso está en un estado estable y utilizando el diagrama de Sankey, ¿puedo afirmar que la potencia residual inexplicable de 4,4 kW podría deberse a la fricción u otras formas de pérdida?
Sí, las entradas totales deben ser iguales a las salidas totales.
¿La primera ley de la termodinámica (conservación de la energía) también es aplicable a la potencia?
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