Izolirani sustav u termodinamici: definicija, značajke i primjeri

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-02-12 08:10

Postoji nekoliko vrsta sustava u termodinamici: izolirani i neizolirani. Gdje se nalaze, kada se primjenjuju, pokazuje koliko mogu biti korisni i kako se brinuti o njima. Inače, ako se takvi sustavi pokažu štetnima za ljudski rad, kako ih se riješiti.

Što je ovo?

Izolirani sustav je apsolutno svaka akumulacija atoma i molekula (stvar, planet, ljudsko tijelo) koja zadržava energiju sve materije. Takav je sustav potpuno izoliran od vanjskog svijeta, naziva se i zatvorenim.

Suština izoliranog sustava je da, uz svu svoju želju, neće dijeliti toplinu, ne rasipa energiju, tvar će mu se morati silom oduzeti. Na primjer, možete pogledati akvarij. U njemu se odvijaju procesi: ribe umiru, voda se pogoršava, školjke se urušavaju. Ali akvarij ne dolazi u dodir s vanjskim okruženjem.

Još jedan primjer izoliranog sustava je željezo - ono neće samo trošiti energiju, neće dijeliti tvari. Takav se fenomen opaža u tenkovskim motorima, solarnom sustavu - u svemu što ne dijeli energiju s drugima.

Za zatvorene izolirane sustavene možete uzeti auto - on se sam kreće određenom brzinom! Također ne uključuje čajnike, biljke, žive organizme - oni dijele tvari s vanjskim svijetom. Živi organizmi ispuštaju produkte metabolizma, biljke - kisik, kotlić - paru pri ključanju.

Zanimljivost: zatvoreni sustav naziva se sustav u kojem je zbroj proizvedenih sila i rada jednak nuli, a izoliran - gdje tijela jednostavno djeluju odvojeno od drugih sustava. Istovremeno, izolirani sustav nije uvijek zatvoren, ali će zatvoreni sustav nužno biti izoliran.

Kretanje je zamka

Postoji jedno upozorenje: ne mogu se kretati sami, ali ako ih netko pomakne, pravilo se ne krši. Dakle, ako uzmete izolirani sustav i bacite ga s visine, slučajno ga ispustite, ispustite s padobrana - nema veze, neće prestati biti izoliran. Osim ako se, naravno, tijekom takvih radnji ne razbije - ista boca vode bačena s visine će svu vodu ispustiti - podijeliti materiju s drugim sustavima - što znači da sustav više neće biti zatvoren.

Ovaj opis odgovara pištolju i metku - ne radi bez prsta na okidaču, teškog tijela i Zemlje - ništa se ne događa ako tijelo ne gurnete na tlo.

Treba uzeti u obzir i toplinu

Izolirani sustav u termodinamici je makrotijelo koje uopće ništa ne dijeli: energija, materija i toplina ne prelaze granice sustava. Primjer je termosica. Zadržava stupanj ulivenog čaja, piće bez ljudske intervencije nasilno (otvorite i ulijtesebe) neće dijeliti i nigdje ne troši energiju.

Štoviše, izolirani sustav uvijek nastoji postići termodinamičku ravnotežu, a netko drugi je potreban da ga izvede iz ovog stanja. Odnosno, ako damo primjer iste termosice, onda će se s dugim boravkom u okolišu čaj i dalje ohladiti. Stoga je potrebna osoba koja će ga ponovno napuniti toplim čajem, a sustav će opet biti termodinamički izoliran.

Zašto je to potrebno?

Koncept izoliranog sustava pokriva mnoge mehanizme, sustave i ekosustave. Osoba treba razumjeti kako je uređena kako bi se pravilno brinula o njoj. Ako je ovo akvarij, prije nego što se popnete u njega rukama i nogama, pokušavajući ga očistiti, prvo morate vidjeti kako sve učiniti kako ga ne biste uznemirili. Ako se radi o mehanizmima ili opremi - kako ih koristiti, da ih kasnije ne bi bilo strašno bolno popravljati.

U isto vrijeme, ako je uzmemo u globalnim razmjerima, pustinja je također izolirani sustav: unutar nje se odvijaju određeni mehanizmi vitalne aktivnosti, koji ne nadilaze nju. Šume, stepe, vulkani i atmosfera služe kao relativno izolirani ekosustavi. Ljudi, ne shvaćajući kako rade, ponekad ne shvaćaju razmjere nevolja koje stvaraju.

Postoji još jedno "ali". Izolirani sustav nikada neće postojati potpuno odvojen od drugih sustava. Ali ovaj koncept postoji. Pogodan je za izradu proračuna u matematici, termodinamici, kemiji i fizici. svienergija i materija koju izolirani sustav emitira uzimaju se kao nula i rade s brojevima koji su potrebni u ovom trenutku.

Izolirajte neizolirane

Čak i otvoreni sustav može postati izoliran ako ga nešto odvoji od okoline. Adijabatski sustav djeluje kao pregrada, koja služi kao ljuska za otvoreni sustav, čineći ga zatvorenim. Može se usporediti s folijom omotanom oko predmeta, pokušavajući ga zaštititi od sunčevih zraka.

Ako to gledate u širem smislu, onda atmosfera za Zemlju može poslužiti kao primjer - štiti planet od kozmičkog utjecaja i služi kao ljuska koja nam daje život.

Postoji zakon održanja momenta za zatvoreni izolirani sustav: zbroj impulsa u zatvorenom sustavu ostaje konstantan, bez obzira na to kako tijela međusobno djeluju unutar sustava. I s pravom: iako se snaga impulsa može promijeniti s vremenom, okolnostima, prilikama, njihov zbroj će i dalje ostati konstantan.

Debela točka na kraju…

Dakle, zaključak se nameće kako slijedi:

• Izolirani sustav je što je moguće neovisniji o svom okruženju, proizvodeći energiju, rad i materiju unutar sebe. Ostat će konstantan, dok će težiti ravnoteži.
• Zatvoreni izolirani sustav također neće ovisiti o uvjetima okoline, neće razlikovati ništa od sebe, ali će rad u njemu ukupno biti jednak nuli. To jest, zakon održanja količine gibanja bit ćeproširiti na takav sustav, a ne na otvoreni.
• Izolirani sustav u termodinamici neće ovisiti o toplini okoline. Graditelji pokušavaju postići ovo stanje kada izoliraju kuće. Usput, pjena može lako poslužiti kao adijabatska ljuska za kuću, što je čini izoliranim sustavom.
• Izolirani sustav u principu ne postoji: sve je u interakciji s nečim. Ako zatvorite akvarij, voda će biti siromašna kisikom, a riba će uginuti. Ionako ostaju u minusu.

Znanost treba izolirane sustave da bi imala čistoću eksperimenta - neke se količine mogu zanemariti. Ali u životu - potrebna im je odgovarajuća njega i upotreba.