Что называется в термодинамике системой и изолированной системой
Изолированная система
Адиабатически изолированная система — термодинамическая система, которая не обменивается с окружающей средой энергией в форме теплоты. Изменение внутренней энергии такой системы равно производимой над ней работе. Всякий процесс в адиабатически изолированной системе называется адиабатическим процессом.
На практике относительная адиабатическая изоляция достигается заключением системы в адиабатическую оболочку (например, сосуд Дьюара). Реальный процесс может также считаться адиабатическим, если он протекает достаточно быстро, так, что за короткое время теплообмен с окружающими телами пренебрежимо мал.
Связанные понятия
Внутренняя энергия термодинамической системы может изменяться двумя способами: посредством совершения работы над системой и посредством теплообмена с окружающей средой. Энергия, которую получает или теряет тело в процессе теплообмена с окружающей средой, называется коли́чеством теплоты́ или просто теплотой. Теплота — это одна из основных термодинамических величин в классической феноменологической термодинамике. Количество теплоты входит в стандартные математические формулировки первого и второго.
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
В теплопередаче и термодинамике термодинамическая система считается в тепловом контакте с другой системой, если она может обмениваться энергией с ней посредством теплоты. Полная тепловая изоляция представляет собой идеализацию, которую настоящие системы не достигают, так как они всегда соприкасаются со своей окружающей средой в некоторой мере.
Изолированная система
| Термодинамика |
|---|
 |
| Статья является частью одноименной серии. |
| Начала термодинамики |
| Уравнение состояния |
| Термодинамические величины |
| Термодинамические потенциалы |
| Термодинамические циклы |
| Фазовые переходы |
| править |
| См. также «Физический портал» |
Изолированная система (замкнутая cистема) — термодинамическая система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией. В термодинамике постулируется (как результат обобщения опыта), что изолированная система постепенно приходит в состояние термодинамического равновесия, из которого самопроизвольно выйти не может (нулевое начало термодинамики).
Адиабатически изолированная система — термодинамическая система, которая не обменивается с окружающей средой энергией в форме теплоты. Изменение внутренней энергии такой системы равно производимой над ней работе. Всякий процесс в адиабатически изолированной системе называется адиабатическим процессом.
На практике относительная адиабатическая изоляция достигается заключением системы в адиабатическую оболочку (например, сосуд Дьюара). Реальный процесс может также считаться адиабатическим, если он протекает достаточно быстро, так, что за короткое время теплообмен с окружающими телами пренебрежимо мал.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Изолированная система» в других словарях:
ИЗОЛИРОВАННАЯ СИСТЕМА — (замкнутая система), термодинамическая система, помещенная в оболочку, исключающую обмен теплом и веществом с внешней средой, то есть адиабатически изолированная от внешней среды. Состояние такой системы может быть изменено только в результате… … Энциклопедический словарь
изолированная система — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] изолированная энергосистема [Источник] Тематики энергетика в целом Синонимы изолированная энергосистема EN isolated system … Справочник технического переводчика
ИЗОЛИРОВАННАЯ СИСТЕМА — (замкнутая система) термодинамич. система, находящаяся в состоянии адиабатич. изоляции от окружающей среды, что достигается заключением системы в адиабатич. оболочку (напр., сосуд Дьюара), к рая исключает обмен системы теплотой и веществом с… … Физическая энциклопедия
изолированная система — – система, не обменивающаяся с окружающей средой массой и энергией (работой). Общая химия : учебник / А. В. Жолнин [1] … Химические термины
изолированная система — izoliuotoji sistema statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. isolated system vok. isoliertes System, n rus. автономная система, f; изолированная система, f pranc. système isolé, m … Automatikos terminų žodynas
изолированная система — izoliuotoji sistema statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Termodinaminė sistema, kuri su aplinka arba kitomis sistemomis nesikeičia medžiaga ir energija. atitikmenys: angl. isolated system vok. isoliertes System, n rus.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
изолированная система — izoliuotoji sistema statusas T sritis chemija apibrėžtis Sistema, tarp kurios ir išorės nevyksta medžiagos ir energijos mainai. atitikmenys: angl. insulated system rus. изолированная система … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
изолированная система — izoliuotoji sistema statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. isolated system vok. isoliertes System, n rus. изолированная система, f pranc. système isolé, m … Fizikos terminų žodynas
изолированная система — Система, которая не обменивается энергией и веществом с другими системами … Политехнический терминологический толковый словарь
ИЗОЛИРОВАННАЯ СИСТЕМА — (замкнутая система), тсрмодинамич. система, адиабатически изолированная от окружающей среды, что достигается заключением её в адиабатич. оболочку (напр., в сосуд Дьюара), к рая исключает обмен теплотой и в вом с окружающей средой. Изменение внутр … Естествознание. Энциклопедический словарь
Изолированная система термодинамики
Вы будете перенаправлены на Автор24
Рисунок 1. Второе начало термодинамики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В термодинамике постулатом выступает утверждение о постепенном переходе изолированной системы в положение термодинамического равновесия, выход из которого в самостоятельном формате становится невозможным (речь идет о нулевом начале термодинамики).
Адиабатически изолированная система выступает в качестве термодинамической системы, не производящей обмен энергии в формате теплоты с окружающей средой. Изменения внутренней энергии подобной системы будет в таком случае равнозначно проводимой над ней работе. Всякий, происходящий в рамках адиабатически изолированной системы, процесс будет носить название «адиабатический».
В практическом плане относительная адиабатическая изоляция будет достигаться посредством заключения системы в адиабатическую оболочку (к примеру, сосуд Дьюара). Реальный процесс также может считаться адиабатическим, в случае протекания в достаточно быстром формате (таким образом, что теплообмен с окружающими телами становится пренебрежительно малым за короткий временной промежуток).
Типы термодинамических систем
Рисунок 2. Термодинамическая система. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Готовые работы на аналогичную тему
Термодинамическая система считается в физике объектом исследования в термодинамике. Она выступает в качестве отдельного макроскопического тела (либо группы), которые фактически отделены от окружающей среды посредством границы раздела (оболочки или перегородки).
Такая система будет характеризоваться благодаря макроскопическим параметрами, таким, как объем, давление, температура, и состоять из большого количества микроскопических частиц. Различают такие термодинамические системы:
В условиях изолированной системы общее изменение энтропии оказывается всегда положительным, иными словами, всегда возрастающей будет общая энтропия изолированной системы. При этом в одной части системы энтропия склонна к уменьшению, например, однако, это обязательно должно компенсироваться за счет увеличения ее в остальных частях системы.
Второе начало термодинамики для изолированных систем
Рисунок 3. Второе начало термодинамики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Термодинамическая вероятность представляет количество вариантов размещения молекул и также распределения их скоростей, соответствующее данному состоянию системы.
Исходя из самого смысла этого понятия, любая предоставленная сама себе (то есть изолированная) система будет переходящей из состояния с меньшей вероятностью в состояние с большей. Обратный переход становится в таких условиях принципиально возможным (теоретически), но практически невероятным.
На основании формулы Больцмана, формулируется второе начало термодинамики: все реальные процессы в условиях изолированной системы выполняются в сторону состояний с большей вероятностью, то есть с повышением энтропии. То есть, второе начало будет представлять вероятностный закон.
Флуктуации считаются демонстрационным примером вероятностного характера физических процессов. Так, невозможно с абсолютной уверенностью и точностью предвидеть направление и место изменений плотности, например, в данном объеме газа. Но вполне возможным становится при этом расчет вероятности определенной флуктуации.
Флуктуации присутствуют и в живых организмах. Вследствие флуктуаций молекул мембраны, например, каналы, через которые осуществляется ионный перенос через мембрану, случайным образом могут то закрываться, то открываться, что демонстрируют опыты.
Флуктуации в рецепторных клетках ощутимо воздействуют на восприятие слабых сигналов (света, звука и пр.), которые теряются на фоне так называемого «флуктуационного шума» (хаотичных колебаний на мембране разности потенциалов вследствие флуктуаций).
Изолированная система в окружающем мире
Изолированная система в окружающем мире проявляется следующим образом:
Даже для открытой системы возможна изоляция при условии ее отгораживания от окружающей среды посредством чего-то. Перегородкой выступит в таком случае адиабатическая система, служащая оболочкой для открытой системы и превращающая ее в замкнутую.
Так, она сравнима с фольгой для обматывания предмета в стремлении защитить его от солнечных лучей. В более масштабном смысле примером может быть атмосфера для Земли, выступающая в качестве защиты планеты от космических воздействий на нее и служащая оболочкой, дающей жизнь биологическим организмам.
Для изолированной системы (замкнутого типа) существует закон сохранения импульса: сумма импульсов в такой системе остается постоянной величиной, несмотря на способ взаимодействия тел друг с другом внутри системы.
При этом, такая система также не будет зависимой от условий окружающей среды и выделять из себя что-то, однако работа в ней суммарно будет соответствовать нулевому значению. Закон сохранения импульсов будет распространен, скорее, именно на такую систему, чем на систему незамкнутого типа.
В термодинамике изолированная система не будет зависимой от теплоты окружающей среды. К подобному состоянию стремятся строители в плане утепления домов. Кстати, пенопласт вполне может выступить в качестве адиабатической оболочки для дома, превращая его в изолированную систему.
В природе изолированной системы, в принципе, не существует, поскольку все с чем-то будет взаимодействовать. Изолированные системы нужны в науке в экспериментальных целях.
Термодинамическая система: свойства, типы, примеры
Содержание:
Все, что окружает термодинамическую систему, включая массу и пространство, является ее средой или средой. Речь идет не об остальной Вселенной, а только об окружающей среде, способной воздействовать на систему.
При анализе термодинамической системы важно установитьграницы (границы или стены), которые могут быть фиксированными или мобильными. Стеклянная или металлическая банка имеет неподвижные стенки, но поршень или поршень имеют подвижные стенки.
Таким образом, граница может быть реальной или воображаемой поверхностью, но в идеале она имеет нулевую толщину, некоторую жесткость и другие характеристики, которые описываются математически.
Воображаемые границы необходимы при изучении систем, которые сами являются частью гораздо более крупных систем, таких как звезда в туманности.
Типы термодинамических систем
Существуют различные типы термодинамических систем, которые классифицируются в зависимости от их способности обмениваться веществом и энергией с окружающей средой, таким образом, мы имеем:
Открытые системы
Допускается обмен вещества и энергии с внешним миром, по этой причине их также называют контрольный объем.
Таким образом моделируются многие инженерные системы, например, домашние водонагреватели и автомобильные радиаторы.
Закрытые системы
Они также известны как контрольная масса и характеризуются отсутствием обмена веществом с окружающей средой. Следовательно, его масса фиксирована, однако энергия может выходить за его пределы, будь то тепло или работа. Таким образом, объем системы может изменяться.
Изолированные системы
Это закрытые системы, в которых предотвращается обмен тепла, работы или любой формы энергии с окружающей средой.
Однородные системы и гетерогенные системы
Описанные системы были классифицированы по их способности обмениваться данными с окружающей средой, но это не единственный критерий. Термодинамические системы также могут быть однородными и неоднородными.
Чистые вещества являются хорошими примерами однородных систем, таких как поваренная соль, хранящаяся в солонке. Напротив, комбинация жидкой воды и водяного пара представляет собой неоднородную систему, так как это два разных состояния, свойства которых различаются.
Примеры термодинамических систем
Как мы видели, термодинамические системы варьируются от самых простых до самых сложных. Однако при их изучении удобно их тщательно определить и попытаться найти все способы упростить анализ.
Давайте посмотрим на несколько примеров реальных систем, которые сопровождают нас в повседневной жизни:
Контейнер погружен в воду
Это очень простая и наглядная термодинамическая система, а также хороший способ приготовления пищи. Содержимое контейнера, будь то яйца, смесь для пирога или другого приготовления, является термодинамической системой, в то время как водяная баня представляет собой среду или среду.
По мере нагрева воды тепло поступает в систему через границу емкости.
Скорость приготовления пищи зависит от нескольких факторов, одним из которых является материал сковороды: керамический или металлический. Мы знаем, что металл является хорошим проводником тепла, поэтому мы ожидаем, что его содержимое быстро нагреется, если используется стальная или алюминиевая кастрюля.
Вместо нагрева системы вы можете охладиться, например, нагреть бутылочку с детским молоком, которая была перегрета. В этом случае система передает тепло водяной бане.
Готовим на сковороде без крышки
Двигатель внутреннего сгорания
В двигателях внутреннего сгорания автомобилей, мотоциклов, самолетов и лодок имеется смесь газа (воздуха) и топлива, которая подготавливается в карбюраторе и подается в цилиндр, где под действием сгорания становится смесью газов. разные.
Поскольку состав смеси меняется в течение рабочего цикла, это сложная и гетерогенная термодинамическая система.
Кофе или чай в термосе
Конечно, термос работает и в обратном направлении, он дольше сохраняет напитки холодными.
Яйца
Яйца, которые мы потребляем в пищу, являются прекрасным примером закрытых термодинамических систем, но они позволяют обмениваться энергией с окружающей средой. Яичная скорлупа позволяет теплу курицы вылупиться из зародыша, а также пропускать газы.
Клетки
Клетка является основной единицей живых существ и представляет собой удивительно эффективную термодинамическую систему. В более широком смысле, любое живое существо также можно рассматривать как сложную термодинамическую систему.
Клеточная мембрана, выстилающая внутренние структуры, такие как ядро и митохондрии, является границей между системой и окружающей средой. Это обеспечивает обмен энергией, поступление питательных веществ извне и выход отходов.
Консервы
Нагреватель воды
Вода внутри нагревателя представляет собой открытую термодинамическую систему, поскольку необходимо, чтобы тепло достигло воды, обычно за счет электрического сопротивления, которое нагревается, если нагреватель электрический, или за счет солнечной энергии или пламени, исходящего от зажигалки. к газу.
Ссылки
Что происходит в вашем мозгу, когда вы едите шоколад или какао?
12 примеров термодинамических систем
термодинамические системы они являются объектом изучения термодинамики. Систему можно определить как определенное количество вещества или область пространства, где внимание сосредоточено на анализе проблемы..
С другой стороны, термодинамический термин был придуман британским физиком и математиком Томсоном, который объединил греческие корни для тепла (Θέρμη: термо) и силы или силы (δύναμις: Dynamis).
Типы термодинамических систем
Прежде всего, некоторые из основных понятий, связанных с термодинамическими системами, это окружающая среда, границы системы и вселенная..
Термодинамическая система может представлять собой любое количество вещества, образца или машины, которое четко отделено от окружающей среды..
Это разделение может быть реальным или мнимым. Следует также учитывать, что ни геометрия, ни химический состав, ни физическое состояние термодинамических систем не определены заранее, поэтому любая из них может измениться..
С другой стороны, существует три типа термодинамических систем: закрытые, открытые и изолированные. В закрытых системах энергия может передаваться между системой и ее окружением, но не масса.
Если оба могут быть переданы, то это открытая система. С другой стороны, если нет взаимодействия с окружающей средой, система изолирована.
15 конкретных примеров термодинамических систем
Закрытые системы
В случае замкнутых термодинамических систем вещество не пересекает границы системы. Тем не менее, энергия может пересечь его, но в виде тепла или работы. Следующие системы иллюстрируют этот тип:
-Герметичные пневматические поршни
-Хладагент в холодильной системе
-Планета Земля (получает энергию от Солнца, но практически не обменивается веществом с внешней средой).
-Скороварка (если система полностью закрыта, существует риск взрыва)
Открытые системы
В системах этого типа происходит обмен энергией с окружающей средой, и нет никаких препятствий для того, чтобы масса или вещество пересекали пределы системы..
Кроме того, работа выполняется в системе или с помощью системы. Некоторые примеры открытых термодинамических систем включают в себя:
-Кипяток в кастрюле без крышки (тепло и пар, который является материей, выходят в воздух)
Изолированные системы
Кроме того, материя не вытекает и не выходит из нее. Очень немногие термодинамические системы полностью изолированы. Примеры этого:
-Жесткий герметичный стальной цилиндр, содержащий жидкий азот
-Вся физическая вселенная
-Термос (чтобы держать вещи холодными или горячими)