30 Příklady otevřených, uzavřených a izolovaných systémů

Otevřený, uzavřený a izolovaný systém

To se nazývá termodynamický systém nebo systém na jakoukoli sadu objektů, které je vhodné považovat za jednotku a které si mohou vyměňovat energii s prostředím.

Tímto způsobem studium jevy které se vyskytují v termodynamickém systému, lze omezit na analýzu řady více či méně jednoduchých proměnných.

Při dodržení stupně izolace, kterou tyto systémy představují s ohledem na jejich prostředí, je možné rozpoznat tři různé typy:

Příklady otevřených systémů

1. Lidské tělo. Tělo potřebuje energii a je otevřeným systémem, který vyžaduje výměny organických a anorganických vstupů a energie za životní prostředí fungující.
2. Hrnec vroucí vody. Energie zavedená do systému ohněm transformuje vodu na plyn, který se uvolňuje do prostředí.
3. Táborák. K udržení hořícího ohně je nutné opatřit oheň například hořlavým materiálem Uhlí nebo suché větve. Bez toho, aby to spotřebovalo, oheň zhasne.
4. Spalovací motor. Motory jsou složité systémy, které generují pohyb z konstantního napájení pohonné hmoty: benzín, nafta atd.
instagram story viewer
5. Většina rostlin. The rostliny K životně důležité fotosyntéze potřebují hmotu pro svoji existenci (ve formě vody a živin) a energii (solární).
6. Kompostovací nádoba. Proces kompost který produkuje kompost pro hnojení plodin funguje na základě neustálého zavádění do kompostu odpadní organické látky: skořápky, zbytky jídla atd. Bez nich by se zastavily procesy degradace materiálu a také by se zastavila výroba kompostu.
7. Sauny. K výrobě páry obsažené v saunách je zapotřebí voda (hmota) a energie (oheň) k výrobě vodní páry a její akumulaci v uzavřené místnosti. Po určité době pára zmizí a bude zapotřebí nové vstřikování vstupů do systému.
8. Jaderný reaktor. Elektřina generovaná reaktorem je produktem štěpení uranu (nebo jiných prvků) v atomové reakci který umožňuje generovat spoustu využitelné energie, ale také toxického odpadu, který musí někam docházet životní prostředí.

Příklady uzavřených systémů

1. Láhev studené vody vystavená pokojové teplotě. Když je láhev uzavřena, přenos hmoty mezi systémem a prostředím je nemožný: žádná kapalina nemůže vniknout ani vystoupit. Je však možné vyměňovat energii: voda se postupně zahřívá.
2. Teploměr. Protože je hermeticky uzavřen, obsah teploměru se nikdy nemění, ale reaguje podle teplota že vnímá, to znamená, že je citlivý na vstup tepla (energie).
3. Slunce. Pokud je zanedbána hmota, kterou transformuje na energii, je slunce příkladem uzavřeného systému, který si nevyměňuje hmotu se svým prostředím, ale vyměňuje si energii (sluneční záření, sluneční světlo, teplo).
4. Planeta Země. Země funguje bez výměny hmoty s ohledem na vakuum, které ji obklopuje, nebo na jiné planety a nebeské objekty, ale přijímá solární energie neustále, bez čehož by byl život nepravděpodobný.
5. Nádoba s teplým jídlem. Hermeticky uzavřená nádoba zabrání tomu, aby hmota uvnitř vyšla ven nebo do ní vstoupila, ale bude i nadále vyzařovat teplo jídla ven.
6. Televizory. Tyto artefakty fungují ze spotřeby elektrická energie, aby emitovaly světlo různých typů a modulací spolu se zvukovými vlnami do vnějšího prostředí. Nevyžadují však vstřikování hmoty, ani se nemění hmota uvnitř.
7. Tlakové hrnce. Neumožňují únik z plyny vytvořené uvnitř, aby působily na jídlo vařením. Z tohoto důvodu fungují tlakové hrnce jako uzavřené systémy, které brání úniku hmoty, ale ne energie, která vychází jako teplo nebo která je nutná k zahájení vaření, také z venku.

Příklady izolovaných systémů

1. Trezor. Obsah trezorů je oddělován silnými hermetickými vrstvami kovu z jejich okolí, izolovanými od hmoty a energie, alespoň za normálních podmínek: pokud ji hodíme do sopky, určitě se roztaví a spálí její obsah.
2. Neopreny. Použití těchto obleků po určitou dobu chrání před výměnou tepla mezi vodou a tělem a brání pronikání této hmoty do těla.
3. Termoska. Po určitou dobu termoska dosáhne izolovat teplo obsažený v jeho vnitřku a zabránit úniku a vstupu energie a hmoty.
4. Tepelná dutina. Sklepy fungují na základě extrémního snížení tepelného příkonu a jejich obsah je po určitou dobu chladný. Jakmile je tento časový rozsah překročen, obsah se začne zahřívat.
5. Iglú z Eskymáků. Jsou navrženy tak, aby do nich nevniklo ani nevystupovalo žádné teplo ani hmota.
6. Plynový válec. Uvnitř pod tlakem je plyn izolován od hmoty a energie kolem ní za normálních podmínek, protože je možné, že ohřev válce nutí plyn k expanzi a výskytu tragédie.
7. Vesmír. Vesmír je izolovaný systém, protože do něj nic nevstupuje ani z něj nevychází, ani hmota, ani energie.
8. Konzervy. Za normálních podmínek jsou tyto potraviny daleko od jakékoli výměny hmoty nebo energie. Samozřejmě by bylo možné plechovku vystavit ohřevu nebo chlazení a dokonce ji roztavit při teplotách extrémní, ale i na (krátké) okamžiky bude jídlo zcela izolováno od tepla.
9. Hyperbarická komora. Užitečné pro izolaci potápěčů s dusíkovými bublinami v krvi z atmosférických podmínek, komor Hyperbarické neumožňují výměnu hmoty nebo energie, nebo alespoň ne ve znatelných množstvích a významný.