30 Приклади відкритих, закритих та ізольованих систем

Відкрита, закрита та ізольована система

Це називається термодинамічна система або система до будь-якої сукупності об’єктів, яку зручно розглядати як одиницю і яка може обмінюватися енергією з навколишнім середовищем.

Таким чином, вивчення явища що відбуваються в термодинамічній системі, можна звести до аналізу ряду більш-менш простих змінних.

Підкоряючись ступеню ізоляції, яку ці системи представляють щодо навколишнього середовища, можна розпізнати три різні типи:

Приклади відкритих систем

1. Людське тіло. Потребуючи речовини для енергії, тіло є відкритою системою, яка вимагає обміну з навколишнім середовищем органічних та неорганічних сировинних ресурсів та енергії для цього функціонування.
2. Горщик з окропом. Енергія, що потрапляє в систему вогнем, перетворює воду в газ, який виділяється в навколишнє середовище.
3. Багаття. Для збереження вогню необхідно, наприклад, забезпечити вогонь легкозаймистим матеріалом Вугілля або сухі гілки. Якщо цього не споживати, пожежа згасне.
4. Двигун внутрішнього згоряння.
   instagram story viewer
   Двигуни - це складні системи, які генерують рух за рахунок постійного надходження паливо: бензин, дизель та ін.
5. Більшість рослин. рослини Вони потребують речовини для свого існування (у вигляді води та поживних речовин) та енергії (сонячної) для здійснення життєво важливого фотосинтезу.
6. Урни для компосту. Процес компост що виробляє компост для удобрення сільськогосподарських культур, працює на основі постійного введення в компост відходи органічних речовин: черепашки, залишки їжі тощо. Без них процеси деградації матеріалу зупиняться, а також виробництво компосту.
7. Сауни. Для виробництва пари, що міститься в саунах, необхідна вода (речовина) та енергія (вогонь), щоб утворювати водяну пару і дозволяти їй накопичуватися в закритому приміщенні. Через деякий час пар зникне, і буде потрібно нова інжекція входів в систему.
8. Ядерний реактор. Електрика, що генерується реактором, є продуктом поділу урану (або інших елементів) в атомній реакції контрольований, що дозволяє виробляти багато корисної енергії, але також токсичні відходи, які повинні йти кудись у середовище.

Приклади закритих систем

1. Пляшка з холодною водою під дією кімнатної температури. Коли пляшка закрита, передача речовини між системою та навколишнім середовищем неможлива: жодна рідина не може потрапити або вийти. Однак можливий обмін енергією: вода буде поступово нагріватися.
2. Термометр. Оскільки він герметично закритий, вміст термометра ніколи не змінюється, але він реагує відповідно до температури що він сприймає, тобто чутливий до надходження тепла (енергії).
3. Сонце. Якщо матерією, якою вона перетворюється в енергію, знехтувати, Сонце є прикладом замкнутої системи, яка не обмінюється речовиною з навколишнім середовищем, але обмінюється енергією (сонячне випромінювання, сонячне світло, тепло).
4. Планета Земля. Земля працює без обміну речовиною щодо вакууму, який її оточує, або до інших планет і небесних об’єктів, але отримує сонячна енергія постійно, без чого життя було б малоймовірним.
5. Ємність з гарячою їжею. Закритий герметично, контейнер не дозволить речовині всередині вийти або потрапити в нього, але все одно буде випромінювати тепло їжі.
6. Телевізори. Ці артефакти працюють від споживання електроенергія, випромінювати світло різного типу та модуляції разом із звуковими хвилями у зовнішнє середовище. Але вони не вимагають впорскування речовини, а також маса всередині неї не змінюється.
7. Скороварки. Вони не дозволяють втекти з гази утворюється всередині, щоб впливати на їжу під час приготування їжі. З цієї причини скороварки виступають як закриті системи, що запобігають виходу речовини, але ні енергія, яка виділяється у вигляді тепла або необхідна для початку приготування їжі, також надходить ззовні.

Приклади ізольованих систем

1. Сейф. Вміст сейфів відокремлений товстими герметичними шарами металу від навколишнього середовища, ізольовані від речовини і енергії, принаймні в нормальних умовах: якщо ми кинемо її у вулкан, він обов’язково розтане і спалить його вмісту.
2. Гідрокостюми. Використання цих костюмів на певний час захищає від теплообміну між водою та тілом та запобігає проникненню цієї речовини всередину.
3. Термос. Протягом певного часу термос досягається ізолювати тепло містяться в його внутрішній частині та запобігають витоку та надходженню енергії та речовини.
4. Теплова порожнина. Підвали працюють на основі надзвичайного зменшення споживання тепла, зберігаючи їх вміст холодним протягом певного періоду. Як тільки цей діапазон часу буде перевищений, вміст почне нагріватися.
5. Іглу ескімосів. Вони сконструйовані таким чином, щоб не потрапляло тепла чи речовина або не випадало.
6. Газовий балон. Утримуючись під тиском всередині, газ ізольований від речовини та енергії навколо нього нормальні умови, оскільки не виключено, що нагрівання балона змушує газ розширюватися і виникати трагедія.
7. Всесвіт. Всесвіт - це ізольована система, оскільки в неї нічого не потрапляє і не виходить з неї, ні матерія, ні енергія.
8. Консерви. У звичайних умовах ці продукти харчування далекі від будь-якого обміну речовин або енергії. Звичайно, можна було б піддавати банку нагріванню або охолодженню і навіть плавити її при температурі екстремально, але навіть на короткі моменти їжа буде повністю ізольована від спеки.
9. Гіпербарична камера. Корисно для ізоляції дайверів з бульбашками азоту в крові від атмосферних умов, камер Гіпербаричні не дозволяють обміну речовиною чи енергією або, принаймні, не у помітних кількостях значний.