Istnieje kilka rodzajów systemów termodynamicznych: izolowane i nieizolowane. Miejsce, w którym się spotykają, po zastosowaniu pokazuje, jak przydatne mogą być i jak się nimi opiekować. W przeciwnym razie, jeśli takie systemy okażą się szkodliwe dla ludzkiej pracy, jak się ich pozbyć.
Co to jest
System izolowany to absolutnie jakakolwiek akumulacja atomów i cząsteczek (rzeczy, planety, ludzkiego ciała), która magazynuje energię całej materii w sobie. Taki system jest całkowicie odizolowany od świata zewnętrznego, nazywa się go również zamkniętym.
Istotą systemu izolowanego jest to, że z całym swoim pragnieniem nie będzie dzielić ciepła, nie będzie marnować energii, będzie musiał zostać mu odebrany siłą. Na przykład możesz spojrzeć na akwarium. Wewnątrz zachodzą procesy: ryby umierają, woda ulega zniszczeniu, skorupy są niszczone. Ale akwarium nie kontaktuje się ze środowiskiem zewnętrznym.
Innym przykładem izolowanego układu jest żelazo - samo nie zużywa energii, nie dzieli substancji. Zjawisko to obserwuje się w silnikach zbiornikowych, układzie słonecznym - we wszystkim, co nie dzieli energii z innymi.
Zamkniętego systemu izolowanego nie można przypisać do samochodu - sam porusza się z określoną prędkością! Nie obejmują również czajników, roślin, organizmów żywych - dzielą substancje ze światem zewnętrznym. Organizmy żywe wydzielają podczas gotowania produkty przemiany materii, rośliny - tlen, czajnik - parę.
Ciekawy fakt: zamknięty nazywany jest takim systemem, w którym suma wytworzonych sił i pracy wynosi zero, i izolowany - w którym ciała działają po prostu oddzielnie od innych układów. Co więcej, izolowany system nie zawsze jest zamknięty, ale zamknięty system będzie koniecznie izolowany.
W ruchach - pułapka
Jest jedno zastrzeżenie: nie mogą się poruszać samodzielnie, ale jeśli ktoś je poruszy, reguła nie zostanie naruszona. Jeśli więc weźmiesz izolowany system i upuścisz go z wysokości, przypadkowo upuścisz go, spadniesz ze spadochronu - to nie ma znaczenia, nie przestanie być izolowany. O ile oczywiście nie rozbijesz go w wyniku takich działań - ta sama butelka wody wyrzucona z wysokości uwalnia całą wodę - dzieli substancję z innymi systemami - co oznacza, że system nie będzie już zamknięty.
Pistolet i kula pasują do tego opisu - nie działa bez palca na spuście, ciężkim ciele i ziemi - nic się nie stanie, jeśli nie wepchniesz ciała w ziemię.
Należy także wziąć pod uwagę ciepło
Izolowany system w termodynamice jest makrobiodą, która nigdy niczego nie dzieli: energia, materia i ciepło nie wychodzą poza układ. Jako przykład - termos. Utrzymuje stopień napełnienia herbaty, nie będzie siłą dzielić napoju bez interwencji człowieka (sam go otworzy i nalej) i nigdzie nie wydaje energii.
Co więcej, izolowany system zawsze dąży do osiągnięcia równowagi termodynamicznej, a ktoś inny jest potrzebny, aby wydostać się z tego stanu. Oznacza to, że jeśli podasz przykład tego samego termosu, to przy długim przebywaniu w otoczeniu herbata nadal będzie chłodzić. Dlatego potrzebujemy osoby, która ponownie zalej ją gorącą herbatą, a system ponownie zostanie izolowany termodynamicznie.
Dlaczego jest to potrzebne?
Koncepcja systemu izolowanego obejmuje wiele mechanizmów, systemów i ekosystemów. Osoba musi zrozumieć, w jaki sposób jest zorganizowana, aby właściwie się nią opiekować. Jeśli jest to akwarium, zanim wejdziesz do niego z rękami i nogami, próbując go wyczyścić, musisz najpierw zobaczyć, jak zrobić wszystko, aby go nie zakłócić. Jeśli są to mechanizmy lub sprzęt - jak ich używać, aby ich naprawa nie była boleśnie bolesna.
Jednocześnie, jeśli weźmiemy to na skalę globalną, pustynia jest również systemem izolowanym: istnieją w niej pewne mechanizmy życiowej aktywności, które nie wykraczają poza nią. Lasy, stepy, wulkany i atmosfera służą jako względnie odizolowane ekosystemy. Ludzie, nie rozumiejąc, jak działają, czasem sami nie zdają sobie sprawy z tego, jaką skalę problemów stwarzają.
Jest jeszcze jedno „ale”. System izolowany nigdy nie będzie istniał całkowicie oddzielnie od innych systemów. Ale ta koncepcja istnieje. Jest to wygodne do wykonywania obliczeń w matematyce, termodynamice, chemii i fizyce. Cała energia i substancja, którą emituje izolowany system, są brane na zero i są obsługiwane z liczbami, które są w tej chwili potrzebne.
Izolujemy nieizolacyjne!
Nawet otwarty system może zostać odizolowany, jeśli zostanie odgrodzony przez coś z otoczenia. System adiabatyczny działa jako partycja, która służy jako powłoka dla systemu otwartego, czyniąc go zamkniętym. Można to porównać z folią, która otacza przedmiot, próbując go chronić przed światłem słonecznym.
Jeśli spojrzymy w szerszym znaczeniu, atmosfera na Ziemi może służyć jako przykład - chroni planetę przed wpływami kosmicznymi i służy jako powłoka, która daje nam życie.
Istnieje zasada zachowania pędu dla zamkniętego systemu izolowanego: Suma impulsów w systemie zamkniętym pozostaje stała, tak jakby ciała nie oddziaływały ze sobą w systemie. I to jest poprawne: chociaż siła impulsów może się zmieniać z czasem, okolicznościami, możliwościami, ich suma pozostanie stała.
