オープン、クローズ、および分離されたシステムの30の例

オープン、クローズ、および分離されたシステム

いわゆる 熱力学システムまたはシステム ユニットとして考えるのに便利で、環境とエネルギーを交換できるオブジェクトのセットに。

このように、 現象 熱力学系で発生することは、一連の多かれ少なかれ単純な変数の分析に還元することができます。

これらのシステムが環境に関して提示する分離の程度に従うと、3つの異なるタイプを認識することができます。

オープンシステムの例

1. 人体。 エネルギーのための物質を必要としているので、体は必要なオープンシステムです 有機および無機の投入物とそのためのエネルギーの環境との交換の 機能しています。
2. 沸騰したお湯の鍋。 火によってシステムに導入されたエネルギーは、水をガスに変換し、それが環境に放出されます。
3. 焚き火。 火を燃やし続けるには、例えば、火に可燃性物質を供給する必要があります。 石炭 または乾燥した枝。 消費する問題がなければ、火は消えます。
4. 燃焼機関。 モーターは、一定の供給から運動を生成する複雑なシステムです 燃料：ガソリン、ディーゼルなど。
5. ほとんどの植物。 ザ・ 植物 それらは、重要な光合成を実行するために、それらの生存（水と栄養素の形で）とエネルギー（太陽）のための物質を必要とします。
6. 堆肥箱。 のプロセス 堆肥 作物を肥やすための堆肥を生産するものは、堆肥への絶え間ない導入に基づいて動作します 有機物の廃棄：貝殻、生ごみなど。 それらがなければ、材料の分解プロセスが停止し、堆肥の生産も停止します。
7. サウナ。 サウナに含まれる蒸気を生成するには、水蒸気を生成して密閉された部屋に蓄積させるために、水（物質）とエネルギー（火）が必要です。 しばらくすると、蒸気が消え、システムへの入力の新しい注入が必要になります。
8. 原子炉。 原子炉によって生成された電気は、原子反応におけるウラン（または他の元素）の核分裂の産物です それは多くの使用可能なエネルギーを生成することを可能にしますが、どこかに行かなければならない有毒廃棄物も生成します 環境。

閉鎖系の例

1. 室温にさらされた冷水のボトル。 ボトルが閉じているため、システムと環境の間で物質を移動させることはできません。液体が出入りすることはできません。 ただし、エネルギーを交換することは可能です。水は徐々に熱くなります。
2. 温度計。 密閉されているため、温度計の内容は変化しませんが、 温度 それが知覚すること、つまり、熱（エネルギー）の入力に敏感であること。
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3. 太陽。 エネルギーに変換される物質を無視すると、太陽は閉鎖系の例であり、物質を環境と交換するのではなく、エネルギー（太陽放射、太陽光、熱）を交換します。
4. 地球。 地球は、それを取り巻く真空や他の惑星や天体に関して物質を交換することなく動作しますが、 太陽光エネルギー 絶えず、それなしでは人生はありそうもないでしょう。
5. 温かい食べ物が入った容器。 密閉された容器は、内部の物質が出たり入ったりするのを防ぎますが、それでも食品の熱を放射します。
6. テレビ。 これらのアーティファクトは、 電力、さまざまな種類や変調の光を音波とともに外部環境に放出します。 しかし、それらは物質の注入を必要とせず、その中の質量も変化しません。
7. 圧力鍋。 彼らはの脱出を許可していません ガス 調理によって食品に作用するために内部で生成されます。 このため、圧力鍋は物質の漏れを防ぐ閉鎖系として機能しますが、 熱として出てくるエネルギー、または料理を始めるのに必要なエネルギー、これも外部から来ます。

孤立したシステムの例

1. 安全な。 金庫の中身は、周囲から金属の厚い気密層によって分離されており、物質から隔離されています。 少なくとも通常の条件下では、エネルギーの量：火山に投げ込むと、必ず溶けて焼却されます。 内容。
2. ウェットスーツ。 これらのスーツの使用は、水と体の間の熱交換から一定期間保護し、これ（物質）が内部に浸透するのを防ぎます。
3. 魔法瓶。 一定期間、魔法瓶は達成します 熱を分離する その内部に含まれ、エネルギーや物質の漏れや侵入を防ぎます。
4. ヒートキャビティ。 セラーは、入熱の極端な減少に基づいて動作し、その内容物を一定期間冷たく保ちます。 その時間範囲を超えると、コンテンツが熱くなり始めます。
5. エスキモーのイグルー。 それらは、熱や物質が出入りしないように設計されています。
6. ガスボンベ。 内部に圧力がかかっているため、ガスは周囲の物質やエネルギーから隔離されています。 シリンダーの加熱によりガスが膨張して発生する可能性があるため、通常の状態 悲劇。
7. 大宇宙. 宇宙は、物質でもエネルギーでも、宇宙に出入りするものがないため、孤立したシステムです。
8. 缶詰食品。 通常の状態では、これらの食品は物質やエネルギーの交換からはほど遠いです。 もちろん、缶を加熱または冷却したり、温度で溶かしたりすることも可能です。 極端ですが、（短い）瞬間でも、食べ物は熱から完全に隔離されます。
9. 高圧室。 血液中に窒素の泡があるダイバーを大気条件から隔離するのに便利なチャンバー 高圧療法は、物質やエネルギーの交換を許可しないか、少なくともかなりの量ではなく、 重要です。