Un sistema isolato in termodinamica: definizione, caratteristiche ed esempi

Esistono diversi tipi di sistemi in termodinamica:isolato e non isolato. Dove si trovano, quando applicati, mostra quanto possono essere utili e come prendersene cura. Altrimenti, se tali sistemi si rivelano dannosi per il lavoro umano, come sbarazzarsene.

Cos'è?

Un sistema isolato è assolutamente qualsiasiun accumulo di atomi e molecole (cosa, pianeta, corpo umano), che trattiene l'energia di tutta la materia. Un tale sistema è completamente isolato dal mondo esterno, è anche chiamato chiuso.

L'essenza di un sistema isolato è questalei, con tutto il suo desiderio, non condividerà il calore, non spreca energia, la sostanza dovrà esserle portata via con la forza. Ad esempio, puoi guardare l'acquario. Al suo interno avvengono processi: i pesci muoiono, l'acqua si deteriora, le conchiglie vengono distrutte. Ma l'acquario non è a contatto con l'ambiente esterno.

Un altro esempio di un sistema isolato èferro: non consumerà energia da solo, non condividerà sostanze. Questo fenomeno si osserva nei motori dei serbatoi, nel sistema solare - in tutto ciò che non condivide l'energia con gli altri.

I sistemi isolati chiusi non possono essere classificati comemacchina: si muove da sola a una certa velocità! Inoltre, teiere, piante, organismi viventi non appartengono: condividono sostanze con il mondo esterno. Gli organismi viventi secernono prodotti metabolici, piante - ossigeno, bollitore - vapore durante l'ebollizione.

Fatto interessante:Un sistema chiuso è chiamato sistema in cui la somma delle forze e del lavoro prodotto è zero e isolato, in cui i corpi agiscono semplicemente separatamente dagli altri sistemi. Allo stesso tempo, un sistema isolato non è sempre chiuso, ma un sistema chiuso sarà necessariamente isolato.

In movimento - una trappola

C'è un avvertimento:non possono muoversi da soli, ma se qualcuno li muove, la regola non viene violata. Quindi, se prendi un sistema isolato e lo lanci da un'altezza, lo lasci cadere accidentalmente, lo lasci cadere da un paracadute - non importa, non cesserà di essere isolato. A meno che, ovviamente, non la si rompa durante tali azioni - la stessa bottiglia d'acqua, lanciata da un'altezza, rilascerà tutta l'acqua fuori - condividerà la sostanza con altri sistemi - il che significa che il sistema non sarà più chiuso .

Una pistola e un proiettile corrispondono a questa descrizione - non funziona senza un dito sul grilletto, un corpo pesante e la Terra - non succede nulla se non si spinge il corpo a terra.

Anche il calore deve essere preso in considerazione

Un sistema isolato in termodinamica èun macro-corpo che non divide mai niente: energia, materia e calore non vanno oltre il sistema. Ad esempio: un thermos. Conserva il grado di tè versato, non condividerà la bevanda senza l'intervento dell'uomo (aprila e versala tu stesso) e non spreca energia da nessuna parte.

Inoltre, un sistema isolato si sforza semprearrivare all'equilibrio termodinamico, e serve qualcun altro per portarla fuori da questo stato. Cioè, se fornisci un esempio dello stesso thermos, se è nell'ambiente per molto tempo, il tè si raffredderà comunque. Pertanto, è necessaria una persona che lo riempirà di nuovo con tè caldo e il sistema sarà di nuovo isolato termodinamicamente.

Perché è necessario?

Un sistema isolato comprende moltimeccanismi, sistemi ed ecosistemi. Una persona ha bisogno di capire come lavorano per prendersi cura di loro adeguatamente. Se questo è un acquario, prima di arrampicarti su di esso con mani e piedi, cercando di pulirlo, devi prima vedere come fare tutto per non disturbarlo. Se si tratta di meccanismi o apparecchiature, come usarli, in modo che in seguito non sarebbe estremamente doloroso ripararli.

Allo stesso tempo, se assumiamo una scala globale,il deserto è anche un sistema isolato: al suo interno si svolgono alcuni meccanismi di vita, che non vanno oltre i suoi limiti. Le foreste, le steppe, i vulcani e l'atmosfera fungono da ecosistemi relativamente isolati. Le persone, non capendo come funzionano, a volte non si rendono conto delle calamità di quale scala creano.

Ce n'è un altro "ma".Un sistema isolato non esisterà mai completamente separato dagli altri sistemi. Ma questo concetto esiste. È conveniente per eseguire calcoli in matematica, termodinamica, chimica e fisica. Tutta l'energia e la materia che un sistema isolato emette sono prese come zero e operano con i numeri che sono necessari al momento.

Isoliamo i non isolati!

Anche un sistema aperto può isolarsise è recintato da qualcosa dell'ambiente. Un sistema adiabatico funge da partizione, che funge da involucro per un sistema aperto, rendendolo chiuso. Può essere paragonato alla lamina che avvolge un oggetto, cercando di proteggerlo dai raggi del sole.

In un senso più ampio, l'atmosfera della Terra può servire da esempio: protegge il pianeta dall'influenza cosmica e funge da involucro che ci dà la vita.

C'è una legge di conservazione della quantità di moto persistema chiuso isolato: la somma degli impulsi in un sistema chiuso rimane costante, indipendentemente da come i corpi interagiscono tra loro all'interno del sistema. E questo è corretto: sebbene la forza degli impulsi possa cambiare nel tempo, le circostanze, le opportunità, lo stesso, la loro somma rimarrà costante.

Alla fine - un punto audace ...

Pertanto, la conclusione si suggerisce come segue:

• Un sistema isolato non dipende il più possibile dall'ambiente, producendo al suo interno energia, lavoro e materia. Rimarrà costante mentre si cerca di raggiungere l'equilibrio.
• Anche un sistema isolato chiuso non lo faràdipendere dalle condizioni dell'ambiente, non estrarre nulla da se stessi, ma il lavoro in esso sarà totalmente nullo. Cioè, la legge di conservazione della quantità di moto si applicherà a un tale sistema piuttosto che a uno aperto.
• Un sistema isolato in termodinamica non lo saràdipendono dal calore dell'ambiente. I costruttori stanno cercando di raggiungere questo stato quando isolano le case. A proposito, la schiuma può facilmente fungere da guscio adiabatico per una casa, rendendolo un sistema isolato.
• In linea di principio non esiste un sistema isolato: tutto interagisce con qualcosa. Se chiudi l'acquario, l'acqua sarà povera di ossigeno e il pesce morirà. In ogni caso rimangono in rosso.

I sistemi isolati sono necessari alla scienza per avere la purezza dell'esperimento: alcuni valori possono essere trascurati. E nella vita - hanno bisogno di cure e usi adeguati.