30 exemples de systèmes ouverts, fermés et isolés

Système ouvert, fermé et isolé

Est appelé système ou système thermodynamique à tout ensemble d'objets qu'il est commode de considérer comme une unité et qui peuvent échanger de l'énergie avec l'environnement.

De cette façon, l'étude de phénomènes qui se produisent dans un système thermodynamique peut être réduit à l'analyse d'une série de variables plus ou moins simples.

En obéissant au degré d'isolement que présentent ces systèmes par rapport à leur environnement, il est possible d'en reconnaître trois types différents :

Exemples de systèmes ouverts

1. Le corps humain. Ayant besoin de matière pour l'énergie, le corps est un système ouvert qui nécessite de l'échange avec l'environnement des intrants organiques et inorganiques et de l'énergie pour sa fonctionnement.
2. Une casserole d'eau bouillante. L'énergie introduite dans le système par le feu transforme l'eau en gaz, qui est libéré dans l'environnement.
3. Un feu de joie. Pour maintenir le feu allumé, il est nécessaire de fournir au feu un matériau inflammable, par exemple
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   Charbon ou des branches sèches. Sans cette matière à consommer, le feu s'éteindra.
4. Un moteur à combustion. Les moteurs sont des systèmes complexes qui génèrent un mouvement à partir d'un approvisionnement constant de le carburant: essence, diesel, etc.
5. La plupart des plantes. le les plantes Ils ont besoin de matière pour leur subsistance (sous forme d'eau et de nutriments) et d'énergie (solaire) pour réaliser la photosynthèse vitale.
6. Un bac à compost. Le processus de compost qui produit du compost pour fertiliser les cultures fonctionne sur la base de l'introduction constante dans le compost déchets de matière organique: coquillages, restes de nourriture, etc. Sans eux, les processus de dégradation de la matière s'arrêteraient ainsi que la production de compost.
7. Les saunas. Pour produire la vapeur contenue dans les saunas, il faut de l'eau (matière) et de l'énergie (feu) pour produire de la vapeur d'eau et lui permettre de s'accumuler dans la pièce fermée. Au bout d'un certain temps, la vapeur disparaîtra et une nouvelle injection d'intrants dans le système sera nécessaire.
8. Un réacteur nucléaire. L'électricité produite par le réacteur est le produit de la fission de l'uranium (ou d'autres éléments) dans une réaction atomique qui permet de générer beaucoup d'énergie utilisable, mais aussi des déchets toxiques qui doivent aller quelque part dans le environnement.

Exemples de systèmes fermés

1. Une bouteille d'eau froide exposée à température ambiante. La bouteille étant fermée, le transfert de matière entre le système et l'environnement est impossible: aucun liquide ne peut entrer ou sortir. Cependant, il est possible d'échanger de l'énergie: l'eau va se réchauffer progressivement.
2. Un thermomètre. Comme il est hermétiquement fermé, le contenu d'un thermomètre ne change jamais, mais il réagit en fonction de la Température qu'il perçoit, c'est-à-dire qu'il est sensible à l'apport de chaleur (énergie).
3. Le soleil. Si l'on néglige la matière qu'il transforme en énergie, le soleil est un exemple de système fermé, qui n'échange pas de matière avec son environnement, mais échange de l'énergie (rayonnement solaire, lumière solaire, chaleur).
4. La planète Terre. La Terre fonctionne sans échanges de matière vis-à-vis du vide qui l'entoure ou des autres planètes et objets célestes, mais reçoit énergie solaire constamment, sans laquelle la vie serait improbable.
5. Un récipient avec des aliments chauds. Fermé hermétiquement, le récipient empêchera la matière à l'intérieur de sortir ou d'y entrer, mais irradiera toujours la chaleur des aliments.
6. téléviseurs. Ces artefacts fonctionnent à partir de la consommation de énergie électrique, pour émettre de la lumière de divers types et modulations, ainsi que des ondes sonores, vers l'environnement extérieur. Mais ils ne nécessitent pas d'injection de matière et la masse à l'intérieur n'est pas modifiée.
7. Autocuiseurs. Ils ne permettent pas la fuite de des gaz généré à l'intérieur pour agir sur les aliments par cuisson. Pour cette raison, les autocuiseurs agissent comme des systèmes fermés qui empêchent la fuite de matière, mais pas l'énergie qui sort sous forme de chaleur ou celle nécessaire pour démarrer la cuisson, provenant également de l'extérieur.

Exemples de systèmes isolés

1. Un coffre-fort. Le contenu des coffres-forts est séparé par d'épaisses couches hermétiques de métal de son environnement, isolé de la matière et d'énergie, au moins dans des conditions normales: si nous le jetons dans un volcan, il est sûr de fondre et d'incinérer son Contenu.
2. Les combinaisons. L'utilisation de ces combinaisons protège pendant un certain temps de l'échange de chaleur entre l'eau et le corps, et empêche cette (matière) de pénétrer à l'intérieur.
3. Thermos. Pendant un certain temps, les thermos réalisent isoler la chaleur contenue à l'intérieur et empêcher la fuite et l'entrée d'énergie et de matière.
4. Une cavité thermique. Les caves fonctionnent sur la base de la réduction extrême de l'apport de chaleur, en gardant leur contenu au frais pendant une certaine période. Une fois cette plage de temps dépassée, le contenu commencera à chauffer.
5. Igloos des Esquimaux. Ils sont conçus de telle manière qu'aucune chaleur ou matière n'entre ou ne sort.
6. Une bouteille de gaz. Confiné sous pression à l'intérieur, le gaz est isolé de la matière et de l'énergie qui l'entoure dans conditions normales car il est possible que le chauffage de la bouteille force le gaz à se dilater et à se produire une tragédie.
7. L'univers. L'univers est un système isolé puisque rien n'y entre ni n'en sort, ni matière ni énergie.
8. Nourriture en boîte. Dans des conditions normales, ces aliments sont loin de tout échange de matière ou d'énergie. Bien entendu, il serait possible de soumettre la boîte à un chauffage ou à un refroidissement, et même de la faire fondre à des températures extrême, mais même pour un (bref) instant, la nourriture sera complètement isolée de la chaleur.
9. Une chambre hyperbare. Utiles pour isoler les plongeurs ayant des bulles d'azote dans le sang des conditions atmosphériques, les chambres Les hyperbares ne permettent pas l'échange de matière ou d'énergie, ou du moins pas en quantités appréciables et important.