Lastnosti termodinamičnega sistema, vrste, primeri

A Termodinamični sistem o Delovna snov je del vesolja, ki ga je izbrana za preučevanje termodinamike. To je zelo široka definicija, saj je termodinamični sistem lahko obsežen kot galaksija ali pa je majhna količina plina, ki jo vsebuje valj.

Vse, kar obdaja termodinamični sistem, vključno z maso in prostorom, je okolje ali okolje istega. To ni preostali del vesolja, ampak le okolje, ki lahko vpliva na sistem.

Shema termodinamičnega sistema

V termodinamičnem sistemu je izmenjava mase ali energije mogoča med sistemom in okolico, odvisno od sistema, ki je okolje, v katerem so opazovalci, ki ga preučujejo.

Pri analizi termodinamičnega sistema je pomembno vzpostaviti meje (omejitve ali stene), ki jih je mogoče fiksirati ali mobilno. Steklena ali kovinska steklenica ima fiksne stene, vendar bat ali mobilni bat.

Kot taka je meja lahko resnična ali namišljena površina, v idealnem primeru pa ima ničelno debelino, nekaj togosti in druge značilnosti, ki so opisane v matematični obliki.

Namišljene meje so potrebne pri preučevanju sistemov, ki so posledično del veliko večjih sistemov, na primer zvezda v meglici.

Toplotne izmenjave med sistemom in njegovim okoljem so glavni cilji termodinamike. Zato se stene, ki omogočajo izmenjavo: adiabatski, dano posebno ime, medtem ko so tisti, ki ga ne dovolijo in izolirajo in izolirajo diatermično.

[TOC]

Vrste termodinamičnih sistemov

V prvem primeru gre za odprt sistem, ker čajnik izmenjuje energijo, ki jo požar in plin sprosti v obliki plina zunaj. V drugem primeru gre za zaprt sistem, ker si izmenjam samo energijo, ki jo sprosti požar, ne pa na plin. Tretji primer je osamljen sistem, ker ne izmenjuje energije ali materije.

Obstajajo različne vrste termodinamičnih sistemov, ki so razvrščeni glede na njihovo sposobnost izmenjave snovi in ​​energije z okoljem, na ta način imamo:

Odprti sistemi

Izmenjava materije in energije z zunanjo stranjo je dovoljena, zato se imenujejo tudi Krmilna glasnost.

Na ta način je modelirano veliko inženirskih sistemov, na primer domači grelnik vode in avtomobilov.

Vam lahko služi: 21 pomembnih dogodkov fizike

Zaprti sistemi

Znani so tudi kot kontrolna masa in so značilni, ker z okoljem ni izmenjave snovi. Zato je njegova masa fiksirana, vendar lahko energija prestopi svojo mejo, bodisi kot toplota ali kot delo. Na ta način se lahko glasnost sistema razlikuje.

Izolirani sistemi

To so zaprti sistemi, v katerih se prepreči izmenjava toplote, dela ali katere koli oblike energije z okoljem.

Homogeni sistemi in heterogeni sistemi

Opisani sistemi so bili razvrščeni glede na njihovo menjalno zmogljivost z okoljem, vendar to ni edino merilo. Termodinamični sistemi so lahko tudi homogeni in heterogeni.

Čiste snovi so dobri primeri homogenih sistemov, kot je namizna sol, shranjena v soli. Nasprotno, kombinacija tekoče vode in vodne pare je heterogeni sistem, saj sta to dve različni stanji, katerih lastnosti se razlikujejo.

Primeri termodinamičnih sistemov

Kot smo videli, so termodinamični sistemi od najpreprostejših do najbolj zapletenih. Vendar je pri njihovem preučevanju priročno, da jih natančno določite in poskušate najti vse načine, kako poenostaviti analizo.

Poglejmo nekaj primerov resničnih sistemov, ki nas spremljajo v vsakdanjem življenju:

Zabojnik, potopljen v vodo

To je zelo preprost in ilustrativni termodinamični sistem in tudi dober način za pripravo hrane. Vsebnost posode, ne glede na.

Vam lahko služi: kaj je magnetni trenutek?

Pri segrevanju vode toplota teče v sistem skozi mejo posode.

Hitrost, s katero je kuhana hrana, je odvisna od več dejavnikov, eden od njih je material ponve: če je keramika ali kovina. Vemo, da je kovina dober vročinski gonilnik, zato upamo, da se vsebina hitro segreje, če se uporablja jeklena ali aluminijasta posoda.

Namesto da bi segrevali sistem, želite. V tem primeru sistem daje toploto vodni kopeli.

Kuhajte v nepokritem ponvi

Piščanca in kruh, kuhana v odprti ponvi, sta primer odprtega termodinamičnega sistema. Vir: Pixabay.

Kuhinja je odličen kraj za iskanje termodinamičnih procesov. Omaka, piščanec ali druga hrana, narezana v odprti ponvi, je primer odprtega sistema, saj so dovoljene vse vrste izmenjave z okoljem: dodajte začimbe, druge sestavine in spremenite dodano toploto.

Motor z notranjim izgorevanjem

V motorju za notranje zgorevanje avtomobilov, motociklov, letal in čolnov je mešanica plina (zraka) in goriva, ki se pripravi v uplinjač in ga odpeljemo v valj, kjer z učinkom zgorevanja postane plinska mešanica več več.

Ker se sestava mešanice v celotnem delovnem ciklu spreminja, je kompleksen in heterogeni termodinamični sistem.

Kava ali čaj v termosu

Vroča ali hladna pijača znotraj termosa je dober primer zaprtega termodinamičnega sistema. Vir: Pixabay.

Kava ali čaj ostaneta vroča dlje časa v termosu. To je posoda z izolacijskimi stenami, natančno za preprečevanje našega sistema - vroče pijače -, ki zagotavlja svojo toploto v okolje in se ohladi.

Vam lahko služi: volt ali volt: koncept in formule, enakovrednosti, primeri

Termos sta res dva zabojnika, med katerimi je delno prazen, da se izognemo prisotnosti medija, kot je zrak, kar pomaga pri odganjanju toplote od znotraj do zabojnika.

Seveda termos deluje tudi obratno, služi za dlje časa hladne pijače.

Jajca

Jajca, ki jih zaužijemo kot hrana, so odlični primeri zaprtih termodinamičnih sistemov, vendar to omogočajo izmenjavo energije z okoljem. Jajčna lupina omogoča toploto žolč.

Celice

Celica je temeljna enotnost živih bitij in je čudovito učinkovit termodinamični sistem. Podaljševanje se lahko vsako živo bitje šteje tudi za zapleten termodinamični sistem.

Celična membrana, ki pokriva notranje strukture, kot sta jedro in mitohondrije, je meja med sistemom in okoljem. To omogoča izmenjavo energije, prihod hranil od zunaj in proizvodnjo odpadkov.

Konzerviran

Konzervirani obroki so tipični primeri zaprtih termodinamičnih sistemov.

Grelnik vode

Voda znotraj grelnika je odprt termodinamični sistem, saj je potreben plin.

Reference

1. Borgnakke. 2009. Osnove termodinamike. 7. izdaja. Wiley in sinovi.
2. Cengel in. 2012. Termodinamika. 7. izdaja. McGraw Hill.
3. Sončna energija. Termodinamični sistemi. Pridobljeno iz: sončno-anergijo.mreža.
4. Wikipedija. Termodinamični sistemi. Okrevano od: je.Wikipedija.org.
5. Wikipedija. TEMADINAMIČNI SISTEM. Pridobljeno iz.Wikipedija.org.