Izolovaný systém v termodynamice: definice, vlastnosti a příklady

V termodynamice existuje několik typů systémů: izolované a neizolované. Tam, kde se setkávají, při jejich uplatnění ukazuje, jak užitečné mohou být a jak se o ně postarat. V opačném případě, pokud jsou takové systémy škodlivé pro práci člověka, jak se je zbavit.

Co to je?

Izolovaný systém je absolutně jakákoli skupina atomů a molekul (věc, planeta, lidské tělo), která si zachová energii celé hmoty. Takový systém je zcela izolován od vnějšího světa, je také nazýván uzavřený.

Podstata ojedinělého systému se zhoršuje tím, že pro všechny své touhy nebude sdílet své teplo, nebude to plýtvat energií, musí z něj odebrat látku. Například se můžete podívat na akvárium. Uvnitř se vyskytují procesy: ryby umírají, kazí vodu, mušle jsou zničeny. Ale s vnějším prostředím se akvárium nedotýká.

Dalším příkladem izolovaného systému je železo - energie sama o sobě nebude utrácet, látky se nebudou sdílet. Tento jev je pozorován u tankových motorů, ze sluneční soustavy - ve všem, co nesdílí energii s ostatními.

Uzavřené izolované systémy nelze klasifikovat jako auto - pohybuje se určitou rychlostí samo! Nezahrnujte také čajníky, rostliny, živé organismy - sdílejí s okolními světovými látkami. Živé organismy produkují metabolické produkty, rostliny - kyslík, varná konvice - pára při varu.

Zajímavý fakt: uzavřený systém se nazývá systém, kde součet produkovaných sil a práce je nulový a izolovaný - kde těla prostě fungují odděleně od ostatních systémů. V tomto případě není izolovaný systém vždy uzavřen, ale uzavřený systém bude nutně izolován.

V pohybech - pasti

Existuje jedna nuance: nemůžete se pohybovat sami, ale pokud je někdo přesune, pak pravidlo není porušeno. Takže pokud si vezmete izolovaný systém a hodíte ho z výšky, náhodně ho pusťte, padnete z padáku - na tom nezáleží, přestane se izolovat. Pokud se samozřejmě nerozbije s takovými akcemi - stejná láhev vody, která byla vyhozena z výšky, vypustí všechnu vodu - sdílí tuto záležitost s jinými systémy - což znamená, že systém již nebude uzavřen.

Pistole a kulka se vejdou do takového popisu - nefunguje bez prstu na spoušti, těžké tělo a Země - nic se nestane, dokud nedáte tělo na zem.

Teplo musí být také vzato v úvahu

Izolovaný systém v termodynamice je makrobodina, která nikdy vůbec nerozděluje: energie, hmotu a teplo nepřekračují meze systému. Jako příklad - termosky. Zachovává do něj tolik čaje, které se nalije do něj, nerozděluje se silou (otevře se a nalije se) bez energie a neztrácí energii.

A izolovaný systém má vždy tendenci vstoupit do termodynamické rovnováhy a někdo potřebuje třetinu, aby byl vyňat z tohoto stavu. To znamená, že pokud dáte příklad stejného termosu, pak pokud se bude udržovat v prostředí po dlouhou dobu, čaj se stále ochladí. Proto je zapotřebí člověk, který jej znovu naplní horkým čajem a systém bude opět termodynamicky izolován.

Proč je to nutné?

Koncept izolovaného systému zahrnuje mnoho mechanismů, systémů a ekosystémů. Osobní pochopení toho, jak jsou uspořádány, je nezbytné, aby se o ně náležitě starala. Pokud se jedná o akvárium, pak než se k tomu můžete dostat s rukama a nohama, snažíte se ho vyčistit, musíte nejprve vidět, jak dělat všechno, aby nedošlo k jeho rušení. Pokud se jedná o mechanismy nebo vybavení - jak je používat, takže později by nebylo bolestně bolestné je opravit.

Současně, pokud ji budeme mít v globálním měřítku, poušť je také izolovaný systém: v jejím rámci se objevují určité mechanismy životně důležité činnosti, které nepřekračují. Lesy, stepi, sopky a atmosféra slouží jako relativně izolované ekosystémy. Lidé, kteří nepochopili, jak fungují, někdy si neuvědomují sebe sama, pohromu, jakou míru vytvářejí.

Existuje ještě jeden "ale". Izolovaný systém nikdy nebude zcela oddělen od ostatních systémů. Ale tento koncept existuje. Je vhodný pro počítání matematiky, termodynamiky, chemie a fyziky. Veškerá energie a substance, které izolovaný systém přiděluje, se považuje za nulovou a pracuje s těmi čísly, které jsou v současné době zapotřebí.

Izolujte neizolované!

Dokonce i otevřený systém se může izolovat, pokud je oplocen něčím z prostředí. V roli oddílu se objevuje adiabatický systém, který slouží jako skořápka pro otevřený systém a uzavírá jej. Lze jej porovnávat s fólií, která obaluje předmět a snaží se ho chránit před slunečním zářením.

Pokud budeme mít širší pohled, atmosféra pro Zemi může sloužit jako příklad - chrání planetu před kosmickým vlivem a slouží jako skořápka, která nám dává život.

Existuje zákon zachování hybnosti pro uzavřený izolovaný systém: Součet impulzů v uzavřeném systému zůstává konstantní, jako kdyby těla v rámci systému vzájemně nereagovaly. A to je správné: ačkoli síla impulzů se může měnit s časem, okolnostmi, příležitostmi, jejich množství zůstane konstantní.

Na závěr -

Z toho vyplývá závěr:

• Izolovaný systém nezávisí na životním prostředí, pokud je to možné, tím, že v sobě vytváří energii, práci a látku. Bude zůstat konstantní a zároveň bude usilovat o rovnováhu.
• Uzavřený izolovaný systém také nebude záležet na podmínkách prostředí, nic z něj nebude přiděleno, ale práce v něm bude zcela nula. To znamená, že zákon zachování impulzů bude pravděpodobně rozšířen na takový systém než na neuzavřený.
• Izolovaný systém v termodynamice nebude záviset na teple prostředí. Tuto podmínku pokládají stavitelé, když jsou izolováni doma. Mimochodem, pěnový plast může snadno sloužit jako adiabatický plášť pro dům, což z něj činí izolovaný systém.
• Izolovaný systém v principu neexistuje: vše se s něčím dotýká. Pokud zavřete akvárium, voda bude kyslík chudá a ryby zemřou. V každém případě zůstávají v červené barvě.

Izolované systémy jsou nezbytné pro vědu, aby se zajistila čistota experimentu. Některá množství mohou být opomíjena. A v životě - potřebují řádnou péči a použití.