môi trường

Một hệ thống biệt lập trong nhiệt động lực học: định nghĩa, tính năng và ví dụ

Mục lục:

Một hệ thống biệt lập trong nhiệt động lực học: định nghĩa, tính năng và ví dụ
Một hệ thống biệt lập trong nhiệt động lực học: định nghĩa, tính năng và ví dụ
Anonim

Có một số loại hệ thống trong nhiệt động lực học: cách điện và không cách điện. Nơi họ gặp nhau, khi được áp dụng, cho thấy mức độ hữu ích của họ và cách chăm sóc họ. Mặt khác, nếu các hệ thống như vậy hóa ra có hại cho công việc của con người, làm thế nào để loại bỏ chúng.

Cái gì đây

Một hệ cô lập hoàn toàn là bất kỳ sự tích lũy nào của các nguyên tử và phân tử (vật, hành tinh, cơ thể con người) lưu trữ năng lượng của tất cả vật chất trong chính nó. Một hệ thống như vậy hoàn toàn biệt lập với thế giới bên ngoài, nó còn được gọi là đóng cửa.

Bản chất của một hệ thống biệt lập là, với tất cả mong muốn của nó, nó sẽ không chia sẻ nhiệt, nó sẽ không lãng phí năng lượng, nó sẽ phải bị lấy đi khỏi nó bằng vũ lực. Ví dụ, bạn có thể nhìn vào hồ cá. Bên trong nó, các quá trình diễn ra: cá chết, nước xuống cấp, vỏ bị phá hủy. Nhưng hồ cá không tiếp xúc với môi trường bên ngoài.

Một ví dụ khác về một hệ cô lập là bàn ủi - nó sẽ không tiêu tốn năng lượng, nó sẽ không chia sẻ các chất. Hiện tượng này được quan sát thấy trong các động cơ xe tăng, hệ mặt trời - trong mọi thứ không chia sẻ năng lượng với người khác.

Image

Một hệ thống cách nhiệt kín không thể được quy cho một chiếc xe - nó tự di chuyển ở một tốc độ nhất định! Cũng không bao gồm ấm trà, thực vật, sinh vật sống - chúng chia sẻ các chất với thế giới bên ngoài. Các sinh vật sống tiết ra các sản phẩm trao đổi chất, thực vật - oxy, ấm - hơi nước khi đun sôi.

Một sự thật thú vị: đóng cửa được gọi là một hệ thống như vậy trong đó tổng lực và công việc được tạo ra bằng không và bị cô lập - nơi các cơ thể đơn giản hoạt động tách biệt với các hệ thống khác. Hơn nữa, một hệ thống bị cô lập không phải lúc nào cũng đóng, nhưng một hệ thống khép kín nhất thiết sẽ bị cô lập.

Trong các phong trào - một cái bẫy

Có một cảnh báo: họ không thể tự di chuyển, nhưng nếu ai đó di chuyển họ, quy tắc không bị vi phạm. Vì vậy, nếu bạn lấy một hệ thống bị cô lập và thả nó từ độ cao, vô tình làm rơi nó, thả nó từ một chiếc dù - không thành vấn đề, nó sẽ không bị cô lập. Tất nhiên, trừ khi bạn phá vỡ nó dưới những hành động như vậy - cùng một chai nước ném từ độ cao sẽ giải phóng tất cả nước ra ngoài - chia sẻ chất này với các hệ thống khác - điều đó có nghĩa là hệ thống sẽ không còn bị đóng.

Image

Một khẩu súng lục và một viên đạn phù hợp với mô tả này - nó không hoạt động mà không có ngón tay trên cò súng, một cơ thể nặng nề và Trái đất - không có gì xảy ra nếu bạn không đẩy cơ thể vào đất.

Nhiệt cũng phải được tính đến

Một hệ cô lập trong nhiệt động lực học là một macrobody không bao giờ chia sẻ bất cứ thứ gì: năng lượng, vật chất và nhiệt không vượt ra ngoài hệ thống. Ví dụ - một phích nước. Anh ta duy trì mức độ rót trà vào đó, anh ta sẽ không ép buộc chia sẻ đồ uống mà không có sự can thiệp của con người (mở và tự rót), và anh ta không tiêu tốn năng lượng ở bất cứ đâu.

Hơn nữa, một hệ cô lập luôn tìm cách đi vào trạng thái cân bằng nhiệt động lực học, và cần có người khác để đưa nó ra khỏi trạng thái này. Đó là, nếu bạn đưa ra một ví dụ về các phích nước tương tự, sau đó ở lại lâu trong môi trường, trà vẫn sẽ mát. Do đó, chúng ta cần một người một lần nữa làm ngập nó bằng trà nóng, và hệ thống sẽ lại bị cô lập về mặt nhiệt động.

Tại sao cần thiết?

Khái niệm về một hệ thống biệt lập bao gồm nhiều cơ chế, hệ thống và hệ sinh thái. Một người cần phải hiểu cách họ được sắp xếp để chăm sóc họ đúng cách. Nếu đây là một bể cá, thì trước khi bạn vào trong nó bằng tay và chân, cố gắng làm sạch nó, trước tiên bạn phải xem cách làm mọi thứ để không làm phiền nó. Nếu đây là những cơ chế hoặc thiết bị - làm thế nào để sử dụng chúng sao cho việc sửa chữa chúng sẽ không gây đau đớn.

Image

Đồng thời, nếu chúng ta đưa nó lên quy mô toàn cầu, sa mạc cũng là một hệ thống biệt lập: một số cơ chế hoạt động quan trọng nhất định xảy ra bên trong nó, không vượt ra ngoài nó. Rừng, thảo nguyên, núi lửa và bầu khí quyển đóng vai trò là hệ sinh thái tương đối biệt lập. Mọi người, không hiểu cách họ làm việc, đôi khi chính họ không nhận ra quy mô rắc rối mà họ tạo ra.

Có thêm một người nữa nhưng người Bỉ. Một hệ thống bị cô lập sẽ không bao giờ tồn tại tách biệt hoàn toàn với các hệ thống khác. Nhưng khái niệm này tồn tại. Nó thuận tiện cho việc tính toán trong toán học, nhiệt động lực học, hóa học và vật lý. Tất cả năng lượng và chất mà hệ cô lập phát ra được lấy bằng không và được vận hành với các số cần thiết vào lúc này.

Chúng tôi cách ly không cách điện!

Ngay cả một hệ thống mở cũng có thể bị cô lập nếu nó bị rào bởi một thứ gì đó từ môi trường. Hệ thống tin cậy hoạt động như một phân vùng, đóng vai trò là vỏ cho một hệ thống mở, làm cho nó đóng lại. Nó có thể được so sánh với giấy bạc bọc một vật thể trong nỗ lực bảo vệ nó khỏi ánh sáng mặt trời.

Nếu chúng ta nhìn theo nghĩa rộng hơn, thì bầu khí quyển Trái đất có thể là một ví dụ - nó bảo vệ hành tinh khỏi ảnh hưởng vũ trụ và phục vụ như một cái vỏ mang lại cho chúng ta sự sống.

Image

Có một định luật bảo toàn động lượng cho một hệ cô lập khép kín: Tổng các xung trong một hệ kín không đổi, như thể các cơ thể không tương tác với nhau trong hệ thống. Và điều này là chính xác: mặc dù sức mạnh của các xung có thể thay đổi theo thời gian, hoàn cảnh, cơ hội, nhưng tổng của chúng sẽ vẫn không đổi.