30 דוגמאות למערכות פתוחות, סגורות ומבודדות

מערכת פתוחה, סגורה ומבודדת

זה נקרא מערכת או מערכת תרמודינמית לכל קבוצה של אובייקטים שנוח להחשיב כיחידה ויכולה להחליף אנרגיה עם הסביבה.

באופן זה, המחקר של תופעות המתרחשים במערכת תרמודינמית ניתן להפחית לניתוח סדרה של משתנים פשוטים פחות או יותר.

בציות למידת הבידוד שמערכות אלה מציגות ביחס לסביבתן, ניתן לזהות שלושה סוגים שונים:

דוגמאות למערכות פתוחות

1. גוף האדם. בהיותו זקוק לחומר לצורך אנרגיה, הגוף הוא מערכת פתוחה הדורשת של חילופי הדברים עם הסביבה של תשומות אורגניות ואנורגניות ואנרגיה עבורו תִפקוּד.
2. סיר מים רותחים. האנרגיה שמכניסה האש למערכת הופכת את המים לגז, שמשתחרר לסביבה.
3. מדורה. כדי לשמור על האש בוערת יש צורך לספק למדורה חומר דליק למשל פֶּחָם או ענפים יבשים. בלי שהעניין הזה ייצרך, האש תיכבה.
4. מנוע בעירה. מנועים הם מערכות מורכבות המייצרות תנועה מהיצע קבוע של דלק: בנזין, סולר וכו '.
5. רוב הצמחים. ה צמחים הם דורשים חומר לקיומם (בצורת מים וחומרי הזנה) ואנרגיה (סולארית) לצורך ביצוע פוטוסינתזה חיונית.
6. פח קומפוסט. התהליך של קוֹמפּוֹסט המייצר קומפוסט לדישון יבולים פועל על בסיס הכניסה המתמדת לקומפוסט לבזבז חומר אורגני: קליפות, שאריות אוכל וכו '. בלעדיהם תהליכי ההשפלה של החומר ייפסקו וכך גם ייצור הקומפוסט.
instagram story viewer
7. הסאונות. כדי לייצר את האדים הכלולים בסאונות, מים (חומר) ואנרגיה (אש) נדרשים לייצור אדי מים ולאפשר להם להצטבר בחדר הסגור. לאחר תקופה, הקיטור ייעלם ויש צורך בהזרקת כניסות חדשות למערכת.
8. כור גרעיני. החשמל שמייצר הכור הוא תוצר של ביקוע אורניום (או יסודות אחרים) בתגובה אטומית המאפשר לייצר הרבה אנרגיה שמישה, אך גם פסולת רעילה שחייבת להגיע לאנשהו באזור סביבה.

דוגמאות למערכות סגורות

1. בקבוק מים קרים החשוף לטמפרטורת החדר. מכיוון שהבקבוק סגור, העברת החומר בין המערכת לסביבה אינה אפשרית: שום נוזל אינו יכול להיכנס או לצאת. עם זאת, ניתן להחליף אנרגיה: המים יתחממו בהדרגה.
2. מדחום. מכיוון שהוא אטום הרמטית, התוכן של מדחום לעולם אינו משתנה, אך הוא מגיב על פי טֶמפֶּרָטוּרָה שהיא תופסת, כלומר, היא רגישה לכניסת חום (אנרגיה).
3. שמש. אם החומר שהוא הופך לאנרגיה מוזנח, השמש היא דוגמה למערכת סגורה, שאינה מחליפה חומר עם סביבתה, אלא מחליפה אנרגיה (קרינת שמש, אור שמש, חום).
4. כדור הארץ. כדור הארץ פועל ללא חילופי חומר ביחס לוואקום הסובב אותו או לכוכבי הלכת האחרים ולחפצי השמיים, אך מקבל אנרגיה סולארית כל הזמן, שבלעדיו החיים לא היו צפויים.
5. מיכל עם אוכל חם. כשהמיכל סגור הרמטית, ימנע החומר שבפנים לצאת אליו או להיכנס אליו, אך עדיין יקרין את חום המזון החוצה.
6. טלוויזיות. חפצים אלה עובדים מצריכת כוח חשמלי, לפלוט אור מסוגים שונים ואפנון, יחד עם גלי קול, לסביבה החיצונית. אך הם אינם דורשים הזרקת חומר, וגם המסה בתוכה אינה משתנה.
7. סירי לחץ. הם אינם מאפשרים את הבריחה של גזים נוצר בפנים כדי לפעול על פי האוכל על ידי בישול. מסיבה זו, סירי לחץ משמשים כמערכות סגורות המונעות את בריחת החומר, אך לא האנרגיה שיוצאת כחום או כנדרש להתחיל לבשל, ​​מגיעה גם מבחוץ.

דוגמאות למערכות מבודדות

1. בטוח. התוכן בכספות מופרד על ידי שכבות מתכת הרמטיות עבות מסביבתם, מבודדות מחומר ו של אנרגיה, לפחות בתנאים רגילים: אם נזרוק אותו להר געש הוא בטוח ימס ונשרף אותו תוכן.
2. חליפות הצלילה. השימוש בחליפות אלה מגן לפרק זמן מהחלפת החום בין המים לגוף, ומונע חדירת (חומר) זה פנימה.
3. תֶרמוֹס. במשך זמן מסוים, התרמוס משיג לבודד חום הכלול בפנים שלה ומונע דליפה וכניסה של אנרגיה וחומר.
4. חלל חום. המרתפים פועלים על בסיס הפחתה קיצונית של כניסת החום, תוך שמירה על תכולתם קרה לתקופה מסוימת. לאחר חריגה מטווח הזמן הזה, התוכן יתחיל להתחמם.
5. איגלו של האסקימואים. הם מעוצבים בצורה כזו שאף חום או חומר לא נכנס או יוצא.
6. בלון גז. הכלוא בלחץ פנימי, הגז מבודד מהחומר והאנרגיה סביבו תנאים רגילים מאחר וייתכן שחימום הגליל מאלץ את הגז להתרחב ולהתרחש טרגדיה.
7. היקום. היקום הוא מערכת מבודדת מכיוון ששום דבר לא נכנס או עוזב אותו, לא חומר ולא אנרגיה.
8. מזון משומר. בתנאים רגילים, מזונות אלה רחוקים מכל החלפה של חומר או אנרגיה. כמובן שניתן יהיה לחשוף את הפחית לחימום או לקירור, ואף להמיס אותה בטמפרטורות קיצוני, אבל אפילו לרגעים (קצרים) האוכל יהיה מבודד לחלוטין מהחום.
9. תא היפרברי. שימושי לבידוד צוללנים עם בועות חנקן בדם מהתנאים האטמוספריים, החדרים היפרבריים אינם מאפשרים החלפת חומר או אנרגיה, או לפחות לא בכמויות ניכרות ו משמעותי.