30 przykładów systemów otwartych, zamkniętych i izolowanych

System otwarty, zamknięty i izolowany

Nazywa się to system lub system termodynamiczny do dowolnego zestawu obiektów, który jest wygodny do rozważenia jako całość i który może wymieniać energię z otoczeniem.

W ten sposób badanie zjawiska występujące w układzie termodynamicznym można sprowadzić do analizy szeregu mniej lub bardziej prostych zmiennych.

Uwzględniając stopień izolacji, jaki te systemy wykazują w odniesieniu do ich otoczenia, można wyróżnić trzy różne typy:

Przykłady systemów otwartych

1. Ciało ludzkie. Potrzebując materii na energię, ciało jest systemem otwartym, który wymaga wymiany z otoczeniem nakładów organicznych i nieorganicznych oraz energii dla jego funkcjonowanie.
2. Garnek z wrzącą wodą. Energia wprowadzona do systemu przez ogień zamienia wodę w gaz, który jest uwalniany do otoczenia.
3. Ognisko. Aby ogień się nie palił, należy zaopatrzyć go w łatwopalny materiał, np. Węgiel lub suche gałęzie. Bez tej materii do skonsumowania ogień zgaśnie.
4. Silnik spalinowy. Silniki to złożone systemy, które generują ruch ze stałego zasilania paliwo: benzyna, olej napędowy itp.
instagram story viewer
5. Większość roślin. rośliny Potrzebują materii do życia (w postaci wody i składników odżywczych) oraz energii (słonecznej), aby przeprowadzić życiową fotosyntezę.
6. Pojemnik na kompost. Proces kompost produkująca kompost do nawożenia upraw działa w oparciu o stałe wprowadzanie do kompostu odpady materii organicznej: muszle, resztki jedzenia itp. Bez nich procesy degradacji materiału ustałyby, podobnie jak produkcja kompostu.
7. Sauny. Do wytworzenia pary zawartej w saunach potrzebna jest woda (materia) i energia (ogień) do wytworzenia pary wodnej i umożliwienia jej gromadzenia się w zamkniętym pomieszczeniu. Po pewnym czasie para zniknie i konieczne będzie ponowne wstrzyknięcie wkładów do systemu.
8. Reaktor jądrowy. Energia elektryczna wytwarzana przez reaktor jest produktem rozszczepienia uranu (lub innych pierwiastków) w reakcji atomowej kontrolowana, która pozwala na generowanie dużej ilości użytecznej energii, ale także toksycznych odpadów, które muszą gdzieś trafić w środowisko.

Przykłady systemów zamkniętych

1. Butelka zimnej wody wystawiona na działanie temperatury pokojowej. Ponieważ butelka jest zamknięta, transfer materii między systemem a otoczeniem jest niemożliwy: żadna ciecz nie może wejść ani wyjść. Istnieje jednak możliwość wymiany energii: woda będzie się stopniowo nagrzewać.
2. Termometr. Ponieważ jest hermetycznie zamknięty, zawartość termometru nigdy się nie zmienia, ale reaguje zgodnie z temperatura że postrzega, to znaczy jest wrażliwy na dopływ ciepła (energii).
3. Słońce. Jeśli pominąć materię, którą przekształca w energię, słońce jest przykładem układu zamkniętego, który nie wymienia materii z otoczeniem, ale energię (promieniowanie słoneczne, światło słoneczne, ciepło).
4. Planeta Ziemia. Ziemia działa bez wymiany materii w odniesieniu do otaczającej ją próżni lub innych planet i ciał niebieskich, ale otrzymuje energia słoneczna stale, bez których życie byłoby mało prawdopodobne.
5. Pojemnik z gorącym jedzeniem. Hermetycznie zamknięty pojemnik zapobiegnie wydostawaniu się lub przedostawaniu się materii z wnętrza, ale nadal będzie emitował ciepło żywności na zewnątrz.
6. Telewizory. Te artefakty działają od konsumpcji energia elektryczna, aby emitować światło różnego rodzaju i modulacji wraz z falami dźwiękowymi do środowiska zewnętrznego. Ale nie wymagają wstrzykiwania materii, ani nie zmienia się jej masa.
7. Szybkowary. Nie pozwalają na ucieczkę gazy wytwarzane wewnątrz, aby oddziaływać na żywność poprzez gotowanie. Z tego powodu szybkowary działają jak systemy zamknięte, które zapobiegają ucieczce materii, ale nie energia, która wychodzi w postaci ciepła lub niezbędna do rozpoczęcia gotowania, również pochodząca z zewnątrz.

Przykłady systemów izolowanych

1. Sejf. Zawartość sejfów jest oddzielona grubymi hermetycznymi warstwami metalu od otoczenia, odizolowana od materii i energii, przynajmniej w normalnych warunkach: jeśli wrzucimy ją do wulkanu, na pewno się stopi i spali zawartość.
2. Pianki. Stosowanie tych skafandrów chroni na pewien czas przed wymianą ciepła między wodą a ciałem i zapobiega przedostawaniu się tej (materii) do wnętrza.
3. Termos. Przez pewien czas termos osiąga izolować ciepło zawarte wewnątrz i zapobiegają wyciekom i przedostawaniu się energii i materii.
4. Wnęka cieplna. Piwnice działają w oparciu o ekstremalną redukcję dopływu ciepła, utrzymując przez pewien czas ich zawartość w niskiej temperaturze. Po przekroczeniu tego przedziału czasu zawartość zacznie się nagrzewać.
5. Igloo Eskimosów. Zostały zaprojektowane w taki sposób, aby żadne ciepło ani materia nie wnikały ani nie wychodziły.
6. Butla z gazem. Zawarty w środku pod ciśnieniem gaz jest izolowany od otaczającej go materii i energii w w normalnych warunkach, ponieważ możliwe jest, że nagrzanie butli wymusza rozprężenie i wystąpienie gazu tragedia.
7. Wszechświat. Wszechświat jest izolowanym systemem, ponieważ nic do niego nie wchodzi ani nie opuszcza, ani materia, ani energia.
8. Jedzenie w puszce. W normalnych warunkach żywność ta jest daleka od jakiejkolwiek wymiany materii lub energii. Oczywiście możliwe byłoby poddanie puszce podgrzewaniu lub schłodzeniu, a nawet stopienie w temperaturach ekstremalne, ale nawet przez (krótką) chwilę jedzenie będzie całkowicie odizolowane od ciepła.
9. Komora hiperbaryczna. Przydatne do izolowania nurków z bąbelkami azotu we krwi od warunków atmosferycznych, komór Hiperbaryczny nie pozwala na wymianę materii lub energii, a przynajmniej nie w znaczących ilościach i znaczący.