In der Thermodynamik gibt es verschiedene Arten von Systemen: isoliert und nicht isoliert. Wo sie sich treffen, zeigt bei der Anwendung, wie nützlich sie sein können und wie sie zu pflegen sind. Andernfalls, wenn sich solche Systeme als schädlich für die menschliche Arbeit herausstellen, wie man sie loswird.
Was ist das?
Ein isoliertes System ist absolut jede Ansammlung von Atomen und Molekülen (Ding, Planet, menschlicher Körper), die die Energie aller Materie in sich selbst speichert. Ein solches System ist vollständig von der Außenwelt isoliert, es wird auch als geschlossen bezeichnet.
Das Wesen eines isolierten Systems ist, dass es bei all seinem Wunsch keine Wärme teilt, keine Energie verschwendet und gewaltsam von ihm weggenommen werden muss. Zum Beispiel können Sie sich das Aquarium ansehen. Im Inneren finden Prozesse statt: Die Fische sterben, das Wasser verschlechtert sich, die Muscheln werden zerstört. Das Aquarium berührt jedoch nicht die äußere Umgebung.
Ein weiteres Beispiel für ein isoliertes System ist ein Eisen - es verbraucht keine Energie selbst und teilt keine Substanzen. Dieses Phänomen wird bei Panzermotoren, dem Sonnensystem, beobachtet - bei allem, was keine Energie mit anderen teilt.
Ein geschlossenes isoliertes System kann keinem Auto zugeordnet werden - es bewegt sich selbst mit einer bestimmten Geschwindigkeit! Schließen Sie auch keine Teekannen, Pflanzen oder lebenden Organismen ein - sie teilen Substanzen mit der Außenwelt. Lebende Organismen scheiden beim Kochen Stoffwechselprodukte, Pflanzen - Sauerstoff, Kessel - Dampf aus.
Eine interessante Tatsache: Geschlossen heißt ein solches System, bei dem die Summe der erzeugten Kräfte und Arbeit Null ist und isoliert - wobei die Körper einfach getrennt von anderen Systemen agieren. Darüber hinaus ist ein isoliertes System nicht immer geschlossen, sondern ein geschlossenes System wird notwendigerweise isoliert.
In Bewegungen - eine Falle
Es gibt eine Einschränkung: Sie können sich nicht selbst bewegen, aber wenn jemand sie bewegt, wird die Regel nicht verletzt. Wenn Sie also ein isoliertes System nehmen und es aus einer Höhe fallen lassen, es versehentlich fallen lassen, es von einem Fallschirm fallen lassen - es spielt keine Rolle, es hört nicht auf, isoliert zu sein. Es sei denn, Sie brechen es bei solchen Aktionen auf - dieselbe aus einer Höhe geworfene Wasserflasche setzt das gesamte Wasser frei - teilen Sie die Substanz mit anderen Systemen - was bedeutet, dass das System nicht mehr geschlossen wird.
Eine Pistole und eine Kugel passen zu dieser Beschreibung - es funktioniert nicht ohne einen Finger am Abzug, einen schweren Körper und die Erde - nichts passiert, wenn Sie den Körper nicht in den Boden drücken.
Wärme muss ebenfalls berücksichtigt werden
Ein isoliertes System in der Thermodynamik ist ein Makrokörper, der überhaupt nichts teilt: Energie, Materie und Wärme gehen nicht über das System hinaus. Als Beispiel - eine Thermoskanne. Er behält den Grad des eingegossenen Tees bei, er wird das Getränk nicht gewaltsam ohne menschliches Eingreifen teilen (öffnen und selbst einschenken) und er verbraucht nirgendwo Energie.
Darüber hinaus versucht ein isoliertes System immer, in ein thermodynamisches Gleichgewicht zu gelangen, und es wird jemand anderes benötigt, um es aus diesem Zustand herauszuholen. Das heißt, wenn Sie ein Beispiel für dieselbe Thermoskanne geben, wird der Tee bei einem langen Aufenthalt in der Umgebung immer noch abkühlen. Deshalb brauchen wir eine Person, die es wieder mit heißem Tee überflutet, und das System wird wieder thermodynamisch isoliert.
Warum wird es benötigt?
Das Konzept eines isolierten Systems umfasst viele Mechanismen, Systeme und Ökosysteme. Eine Person muss verstehen, wie sie angeordnet ist, um sich richtig um sie zu kümmern. Wenn dies ein Aquarium ist, müssen Sie zuerst sehen, wie Sie alles tun, um es nicht zu stören, bevor Sie es mit Armen und Beinen betreten und versuchen, es zu reinigen. Wenn es sich um Mechanismen oder Geräte handelt - wie man sie verwendet, damit es nicht schmerzhaft ist, sie zu reparieren.
Gleichzeitig ist die Wüste, wenn wir sie global betrachten, auch ein isoliertes System: In ihr treten bestimmte Mechanismen lebenswichtiger Aktivitäten auf, die nicht darüber hinausgehen. Wälder, Steppen, Vulkane und die Atmosphäre dienen als relativ isolierte Ökosysteme. Menschen, die nicht verstehen, wie sie arbeiten, erkennen manchmal selbst nicht, in welchem Ausmaß sie Probleme verursachen.
Es gibt noch ein "aber". Ein isoliertes System wird niemals vollständig getrennt von anderen Systemen existieren. Aber dieses Konzept existiert. Es ist praktisch für Berechnungen in Mathematik, Thermodynamik, Chemie und Physik. Die gesamte Energie und Substanz, die das isolierte System abgibt, wird auf Null gesetzt und mit den aktuell benötigten Zahlen betrieben.
Wir isolieren die nicht isolierenden!
Sogar ein offenes System kann isoliert werden, wenn es von etwas aus der Umgebung eingezäunt wird. Das adiabatische System fungiert als Partition, die als Hülle für ein offenes System dient und es geschlossen macht. Es kann mit der Folie verglichen werden, die ein Objekt umhüllt, um es vor Sonnenlicht zu schützen.
Wenn wir im weiteren Sinne schauen, kann die Atmosphäre für die Erde als Beispiel dienen - sie schützt den Planeten vor kosmischem Einfluss und dient als Hülle, die uns Leben gibt.
Für ein geschlossenes isoliertes System gibt es ein Impulserhaltungsgesetz: Die Summe der Impulse in einem geschlossenen System bleibt konstant, als ob die Körper innerhalb des Systems nicht miteinander interagieren würden. Und das ist richtig: Obwohl sich die Stärke der Impulse mit der Zeit, den Umständen und den Möglichkeiten ändern kann, bleibt ihre Summe konstant.
