12 Termodünaamiliste süsteemide näited



The termodünaamilised süsteemid nad on termodünaamika uurimise objektiks. Süsteemi saab defineerida kui teatud kogust ainet või piirkonda, kus tähelepanu on suunatud probleemi analüüsile.

Teisest küljest kujundas termodünaamiline termin Briti füüsik ja matemaatik Thomson, kes ühendasid kreeka juured soojuse jaoks (Θέρμη: thermo) ja võimu või jõu (δύναμις: dynamis).

Termodünaamika on füüsika, mis vastutab soojuse ja selle potentsiaali energia tootmiseks ning mõlema aspektiga seotud omadused..

Termodünaamiliste süsteemide tüübid

Esiteks on mõned termodünaamiliste süsteemidega seotud põhimõisted keskkond, süsteemi piir ja universum.

Keskkond on kõik süsteemist väljas ja selle piiriks on keskkonda eraldav liides. Lõpuks on universum nende kahe elemendi kombinatsioon.

Termodünaamiline süsteem võib olla mis tahes kogus ainet, proovi või masinat, mis eraldub oma keskkonnast hästi määratletud viisil.

See eraldamine võib olla reaalne või kujuteldav. Samuti tuleb arvestada, et termodünaamiliste süsteemide geomeetria, keemiline koostis ega füüsikaline olek ei ole eelnevalt kindlaks määratud, mistõttu igaüks neist võib muutuda.

Teisest küljest on olemas kolme tüüpi termodünaamilisi süsteeme: suletud, avatud ja isoleeritud. Suletud süsteemides saab süsteemi ja selle ümbruse vahel energia üle kanda, kuid mitte massi.

Kui mõlemat saab üle kanda, on see avatud süsteem. Teisest küljest, kui puudub suhtlus keskkonnaga, on süsteem isoleeritud.

15 konkreetset näidet termodünaamilistest süsteemidest

Suletud süsteemid

Suletud termodünaamiliste süsteemide puhul ei läbi aine süsteemi piiri. Kuid energia võib selle ületada, kuid soojuse või töö vormis. Seda tüüpi illustreerivad järgmised süsteemid:

-Suletud pneumaatilised kolvid

-Külmutusaine jahutussüsteemis

-Kalorimeeter

-Planeed Earth (saab energia päikese eest, kuid praktiliselt ei vaheta ainet väljastpoolt).

-Survekeetja (kui süsteem on täielikult suletud, on plahvatusoht)

Avatud süsteemid

Sellistes süsteemides toimub energia vahetamine keskkonnaga ning ei ole takistusi, et mass või aine ületaks süsteemi piire..

Lisaks tehakse tööd süsteemis või süsteemiga. Mõned avatud termodünaamiliste süsteemide näited hõlmavad:

-Kannu keev vesi ilma kaasata (soojus ja aur, mis on oluline, põgenevad õhku)

-Turbiinid

-Kompressorid

-Soojusvahetid

-Inimese keha

Eraldatud süsteemid

Isoleeritud süsteem on selline, kus tööd ei tehta süsteemis ega süsteemi poolt. Samuti ei ole süsteemist soojust eemaldatud ega lisatud.

Samuti ei voola see materjal sisse ega välja. Väga vähesed termodünaamilised süsteemid on täiesti isoleeritud. Selle näited on järgmised:

-Jäik suletud terasest silinder, mis sisaldab vedelat lämmastikku

-Neopreenist ülikond

-Hapniku silindrid

-Kogu füüsiline universum

-Termos (asjade hoidmiseks külm või kuum)

Viited

  1. Wu, C. (2002). Arukas arvutipõhine termodünaamika ja tsükli analüüs. New York: Nova Publishers.
  2. Nag, P. K. (2013). Inseneri termodünaamika. New Delhi: McGraw-Hilli haridus.
  3. Han, F. (2017). Kaasaegne kursus ülikooli füüsikas: optika, soojusfüüsika, kaasaegne füüsika. Singapur: World Scientific Publishing Company.
  4. Freiesleben Hansen, P. (2009). Ehitusmaterjalide teadus. London: Springer Science & Business Media.
  5. Rauf, B. S. (2012). Termodünaamika on tehtud lihtsaks energiainseneridele. Gruusia: Fermont Press.