30 Примери за отворени, затворени и изолирани системи

Отворена, затворена и изолирана система

Нарича се термодинамична система или система към всеки набор от обекти, които е удобно да се разглеждат като единица и които могат да обменят енергия с околната среда.

По този начин изследването на явления които се появяват в термодинамична система могат да се сведат до анализ на поредица от повече или по-прости прости променливи.

Подчинявайки се на степента на изолация, която тези системи представят по отношение на тяхната среда, е възможно да се разпознаят три различни типа:

Примери за отворени системи

1. Човешкото тяло. Имайки нужда от материя за енергия, тялото е отворена система, която изисква на обмена с околната среда на органични и неорганични суровини и енергия за него функциониране.
2. Тенджера с вряла вода. Енергията, въведена в системата от пожара, превръща водата в газ, който се отделя в околната среда.
3. Огън. За да се запали огънят, е необходимо например да се осигури огънят със запалим материал Въглища или сухи клони. Без този въпрос да се консумира, огънят ще изгасне.
instagram story viewer
4. Двигател с вътрешно горене. Двигателите са сложни системи, които генерират движение от постоянна доставка на гориво: бензин, дизел и др.
5. Повечето от растенията. The растения Те се нуждаят от материя за препитанието си (под формата на вода и хранителни вещества) и енергия (слънчева енергия), за да осъществят жизненоважна фотосинтеза.
6. Кошче за компост. Процесът на компост който произвежда компост за оплождане на култури, действа въз основа на постоянното въвеждане в компоста отпадъчни органични вещества: черупки, остатъци от храна и др. Без тях процесите на разграждане на материала биха спрели, както и производството на компост.
7. Сауните. За производството на парата, съдържаща се в сауните, са необходими вода (материя) и енергия (огън), за да се получат водни пари и да се оставят да се натрупват в затвореното помещение. След известно време парата ще изчезне и ще е необходимо ново впръскване на входовете в системата.
8. Ядрен реактор. Електричеството, генерирано от реактора, е продукт на делене на уран (или други елементи) в атомна реакция което позволява да се генерират много използваема енергия, но също така и токсични отпадъци, които трябва да отидат някъде в околен свят.

Примери за затворени системи

1. Бутилка студена вода, изложена на стайна температура. Тъй като бутилката е затворена, преносът на материя между системата и околната среда е невъзможен: нито една течност не може да влезе или излезе. Възможно е обаче да обменяте енергия: водата постепенно ще се нагрява.
2. Термометър. Тъй като е херметически затворен, съдържанието на термометър никога не се променя, но реагира според температура че възприема, тоест е чувствителен към влагането на топлина (енергия).
3. Слънце. Ако материята, която тя трансформира в енергия, се пренебрегне, слънцето е пример за затворена система, която не обменя материята със средата си, но обменя енергия (слънчева радиация, слънчева светлина, топлина).
4. Планетата Земя. Земята работи без обмен на материя по отношение на вакуума, който я заобикаля, или на другите планети и небесни обекти, но получава слънчева енергия постоянно, без което животът би бил малко вероятен.
5. Контейнер с гореща храна. Херметически затворен, контейнерът ще предотврати излизането или навлизането на материята вътре, но все пак ще излъчва топлината на храната навън.
6. Телевизори. Тези артефакти работят от консумацията на електроенергия, за да излъчва светлина от различни видове и модулации, заедно със звукови вълни, към външната среда. Но те не изискват инжектиране на материя, нито масата вътре в нея се променя.
7. Тенджери под налягане. Те не позволяват бягството на газове генерирани вътре, за да въздействат върху храната чрез готвене. Поради тази причина тенджерите под налягане действат като затворени системи, които предотвратяват изтичането на материя, но не енергията, която излиза като топлина или необходима за започване на готвенето, също идваща отвън.

Примери за изолирани системи

1. Сейф. Съдържанието в сейфовете е отделено от дебели херметични слоеве метал от заобикалящата ги среда, изолирани от материята и енергия, поне при нормални условия: ако го хвърлим във вулкан, той със сигурност ще се стопи и изпепели съдържание.
2. Гидрокостюмите. Използването на тези костюми предпазва за определен период от време от топлообмена между водата и тялото и предотвратява проникването на тази материя вътре.
3. Термос. За определено време термосът се постига изолирайте топлината съдържащи се във вътрешността му и предотвратяват изтичането и навлизането на енергия и материя.
4. Топлинна кухина. Избите работят въз основа на екстремното намаляване на влаганата топлина, като поддържат съдържанието им студено за определен период. След като този период от време бъде надвишен, съдържанието ще започне да се нагрява.
5. Иглуси на ескимосите. Те са проектирани по такъв начин, че да не влиза топлина или материя или да излиза.
6. Газова бутилка. Съдържащ се под налягане вътре, газът е изолиран от материята и енергията около него нормални условия, тъй като е възможно нагряването на цилиндъра да принуди газа да се разшири и да възникне трагедия.
7. Вселената. Вселената е изолирана система, тъй като нищо не влиза и не излиза от нея, нито материя, нито енергия.
8. Консервирани храни. При нормални условия тези храни са далеч от всякакъв обмен на материя или енергия. Разбира се, би било възможно консервата да бъде подложена на нагряване или охлаждане и дори да се стопи при температури екстремно, но дори и за (кратки) моменти храната ще бъде напълно изолирана от топлината.
9. Хипербарна камера. Полезно за изолиране на водолази с азотни мехурчета в кръвта от атмосферните условия, камерите Хипербаричните не позволяват обмен на материя или енергия или поне не в значителни количества и значими.