30 Beispiele für offene, geschlossene und isolierte Systeme

Offenes, geschlossenes und isoliertes System

Es wird genannt thermodynamisches System oder System auf jede Menge von Objekten, die bequem als Einheit betrachtet werden kann und die Energie mit der Umgebung austauschen kann.

Auf diese Weise wird das Studium von Phänomene die in einem thermodynamischen System auftreten, lassen sich auf die Analyse einer Reihe von mehr oder weniger einfachen Variablen reduzieren.

Unter Beachtung des Grades der Isolation, die diese Systeme gegenüber ihrer Umgebung aufweisen, lassen sich drei verschiedene Typen unterscheiden:

Beispiele für offene Systeme

1. Der menschliche Körper. Da der Körper Materie für Energie benötigt, ist er ein offenes System, das benötigt des Austauschs mit der Umwelt von organischen und anorganischen Inputs und Energie für seine Funktion.
2. Ein Topf mit kochendem Wasser. Die durch das Feuer in das System eingebrachte Energie wandelt das Wasser in Gas um, das an die Umgebung abgegeben wird.
3. Ein Lagerfeuer. Um das Feuer am Brennen zu halten, muss das Feuer zum Beispiel mit brennbarem Material versorgt werden material
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   Kohle oder trockene Äste. Ohne diese Materie zu verbrauchen, wird das Feuer erlöschen.
4. Ein Verbrennungsmotor. Motoren sind komplexe Systeme, die aus einer konstanten Zufuhr von Treibstoff: Benzin, Diesel usw.
5. Die meisten Pflanzen. Das Pflanzen Sie benötigen für ihre Existenz Materie (in Form von Wasser und Nährstoffen) und Energie (Solar) für die lebenswichtige Photosynthese.
6. Ein Kompostbehälter. Der Prozess von Kompost die Kompost zur Düngung von Pflanzen produziert, basiert auf der ständigen Zugabe in den Kompost Abfall organischer Stoffe: Muscheln, Essensreste usw. Ohne sie würden die Abbauprozesse des Materials aufhören und damit auch die Kompostproduktion.
7. Die Saunen. Um den in Saunen enthaltenen Dampf zu erzeugen, werden Wasser (Materie) und Energie (Feuer) benötigt, um Wasserdampf zu erzeugen und im geschlossenen Raum sammeln zu lassen. Nach einer gewissen Zeit verschwindet der Dampf und eine neue Injektion von Inputs in das System ist erforderlich.
8. Ein Kernreaktor. Der vom Reaktor erzeugte Strom ist das Produkt der Spaltung von Uran (oder anderen Elementen) in einer atomaren Reaktion kontrolliert, die es ermöglicht, viel nutzbare Energie zu erzeugen, aber auch giftige Abfälle, die irgendwo in den Umgebung.

Beispiele für geschlossene Systeme

1. Eine Flasche kaltes Wasser, die Raumtemperatur ausgesetzt ist. Da die Flasche verschlossen ist, ist der Stofftransfer zwischen dem System und der Umgebung unmöglich: Es kann keine Flüssigkeit ein- oder austreten. Es ist jedoch möglich, Energie auszutauschen: Das Wasser erwärmt sich allmählich.
2. Ein Thermometer. Da es hermetisch verschlossen ist, ändert sich der Inhalt eines Thermometers nie, aber es reagiert entsprechend der Temperatur dass es wahrnimmt, d. h. es ist empfindlich auf die Zufuhr von Wärme (Energie).
3. Sonne. Vernachlässigt man die Materie, die sie in Energie umwandelt, ist die Sonne ein Beispiel für ein geschlossenes System, das mit seiner Umgebung keine Materie austauscht, aber Energie (Sonnenstrahlung, Sonnenlicht, Wärme).
4. Planet Erde. Die Erde arbeitet ohne Materieaustausch in Bezug auf das sie umgebende Vakuum oder die anderen Planeten und Himmelsobjekte, empfängt aber Solarenergie ständig, ohne die ein Leben unwahrscheinlich wäre.
5. Ein Behälter mit warmen Speisen. Der hermetisch verschlossene Behälter verhindert das Heraus- oder Eindringen der Materie im Inneren, strahlt aber dennoch die Wärme der Speisen nach außen ab.
6. Fernseher. Diese Artefakte funktionieren durch den Verbrauch von elektrische Energie, um Licht verschiedener Arten und Modulationen zusammen mit Schallwellen an die äußere Umgebung zu emittieren. Aber sie erfordern keine Injektion von Materie, noch wird die Masse darin verändert.
7. Schnellkochtöpfe. Sie erlauben nicht die Flucht von Gase im Inneren erzeugt, um beim Kochen auf das Essen einzuwirken. Aus diesem Grund wirken Schnellkochtöpfe als geschlossene Systeme, die das Austreten von Materie verhindern, aber nicht die Energie, die in Form von Wärme abgegeben wird oder die zum Starten des Kochens benötigt wird, auch von außen.

Beispiele isolierter Systeme

1. Ein Tresor. Der Inhalt in Tresoren ist durch dicke hermetische Metallschichten von seiner Umgebung getrennt, von Materie und an Energie, zumindest unter normalen Bedingungen: Wenn wir sie in einen Vulkan werfen, wird sie mit Sicherheit schmelzen und verbrennen Inhalt.
2. Die Neoprenanzüge. Die Verwendung dieser Anzüge schützt für eine gewisse Zeit vor dem Wärmeaustausch zwischen Wasser und Körper und verhindert das Eindringen dieser (Materie) ins Innere.
3. Thermosflasche. Für eine gewisse Zeit erreicht die Thermoskanne Wärme isolieren in seinem Inneren enthalten und verhindern das Austreten und Eindringen von Energie und Materie.
4. Eine Wärmekammer. Die Keller arbeiten auf der Grundlage der extremen Reduzierung der Wärmezufuhr und halten ihren Inhalt für eine bestimmte Zeit kalt. Sobald dieser Zeitbereich überschritten wird, beginnt sich der Inhalt zu erhitzen.
5. Iglus der Eskimos. Sie sind so konstruiert, dass keine Wärme oder Materie ein- oder austritt.
6. Eine Gasflasche. Im Inneren unter Druck gehalten, wird das Gas von der Materie und der umgebenden Energie isoliert normale Bedingungen, da es möglich ist, dass die Erwärmung des Zylinders das Gas dazu zwingt, sich auszudehnen und zu entstehen eine Tragödie.
7. Das Universum. Das Universum ist ein isoliertes System, da nichts in es eindringt oder es verlässt, weder Materie noch Energie.
8. Dosen Essen. Unter normalen Bedingungen sind diese Lebensmittel weit entfernt von jeglichem Stoff- oder Energieaustausch. Natürlich wäre es möglich, die Dose zu erhitzen oder zu kühlen und sogar bei Temperaturen zu schmelzen extrem, aber selbst für einen (kurzen) Moment werden die Speisen vollständig von der Hitze isoliert.
9. Eine hyperbare Kammer. Nützlich, um Taucher mit Stickstoffblasen im Blut von atmosphärischen Bedingungen zu isolieren, die Kammern Hyperbare erlauben keinen Austausch von Materie oder Energie, oder zumindest nicht in nennenswerten Mengen und von Bedeutung.