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熱力学の孤立したシステム:定義、機能、例

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熱力学の孤立したシステム:定義、機能、例
熱力学の孤立したシステム:定義、機能、例
Anonim

熱力学には、断熱型と非断熱型のシステムがいくつかあります。 彼らが出会った場所は、適用されると、彼らがどれほど有用であるか、そして彼らをどのように世話するかを示しています。 そうでなければ、そのようなシステムが人間の仕事に有害であることが判明した場合、それらを取り除く方法。

これは何ですか

隔離されたシステムとは、すべての物質のエネルギーをそれ自体で蓄える、原子と分子(物、惑星、人体)の蓄積です。 このようなシステムは完全に外界から隔離されており、クローズドとも呼ばれます。

隔離されたシステムの本質は、そのすべての欲求によって、熱を共有せず、エネルギーを浪費せず、力によってシステムから取り除かれる必要があることです。 たとえば、水族館を見ることができます。 その中で、プロセスが起こります:魚は死に、水は劣化し、殻は破壊されます。 しかし、水族館は外部環境に接触しません。

隔離されたシステムのもう1つの例は、鉄です。それ自体はエネルギーを消費せず、物質を共有しません。 この現象はタンクエンジン、太陽系で観察されます-他の人とエネルギーを共有しないすべてのもの。

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閉じた断熱システムは車に帰することはできません-それ自体が特定の速度で移動します! また、ティーポット、植物、生物も含まれません-それらは外界と物質を共有します。 生物は代謝産物、植物-酸素、やかん-沸騰時に蒸気を分泌します。

興味深い事実:閉じたシステムとは、生成された力と仕事の合計がゼロで隔離されたシステムであり、ボディは他のシステムとは別に作用するだけです。 さらに、分離されたシステムは常に閉じているわけではありませんが、閉じたシステムは必ず分離されます。

動き-トラップ

注意点が1つあります。1人で移動することはできませんが、誰かが移動しても、ルールに違反しません。 したがって、孤立したシステムを高所から落としたり、誤って落としたり、パラシュートから落としたりしても、問題はありません。孤立しなくなります。 もちろん、そのようなアクションの下でそれを分解しない限り-高さから投げられた同じ水のボトルがすべての水を放出します-物質を他のシステムと共有します-つまり、システムはもはや閉じられません。

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ピストルと弾丸はこの説明に当てはまります-トリガー、重い体、そして地球に指がなければ動作しません-体を土に押し込まないと何も起こりません。

熱も考慮に入れる必要があります

熱力学の分離システムは、何も共有しないマクロボディです。エネルギー、物質、熱はシステムを超えません。 例として-魔法瓶。 彼は注がれたお茶の程度を維持し、人間の介入なしに強制的に飲み物を共有することはなく(開いて自分で注ぐ)、どこにもエネルギーを費やしません。

さらに、隔離されたシステムは常に熱力学的平衡に到達しようとするため、この状態から抜け出すには他の誰かが必要です。 つまり、同じ魔法瓶の例を挙げれば、環境に長期間滞在してもお茶は冷えます。 したがって、再び熱いお茶を注ぐ人が必要です。システムは再び熱力学的に隔離されます。

なぜそれが必要なのですか?

分離されたシステムの概念は、多くのメカニズム、システム、および生態系をカバーしています。 人は、適切に世話をするために、それらがどのように配置されているかを理解する必要があります。 これが水族館の場合は、手足を入れて掃除する前に、邪魔にならないようにすべての方法を確認する必要があります。 これらがメカニズムまたは機器である場合-それらを使用して、修復するのが痛くないようにする方法。

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同時に、地球規模で考えると、砂漠は孤立したシステムでもあります。生命活動の特定のメカニズムがその内部で発生し、それを超えることはありません。 森林、草原、火山、そして大気は、比較的孤立した生態系として機能しています。 人々は、彼らがどのように働くかを理解していない、時には彼ら自身が彼らが生み出すトラブルの規模を認識していない。

もう1つ「しかし」があります。 孤立したシステムが他のシステムから完全に分離して存在することは決してありません。 しかし、この概念は存在します。 数学、熱力学、化学、物理学の計算に便利です。 分離システムが放出するすべてのエネルギーと物質はゼロとみなされ、現時点で必要な数で操作されます。

非絶縁を分離します!

オープンシステムであっても、環境から何かで隔離されていると、孤立する可能性があります。 断熱システムは、オープンシステムのシェルとして機能するパーティションとして機能し、システムをクローズします。 それを日光から保護しようとしてオブジェクトを包むホイルと比較することができます。

私たちがより広い意味で見れば、地球の大気は例として役立つことができます-それは宇宙の影響から惑星を保護し、私たちに生命を与える殻としての役割を果たします。

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閉じた分離システムには運動量の保存則があります。閉じたシステムのパルスの合計は、物体がシステム内で互いに相互作用しなかったかのように一定のままです。 そしてこれは正解です。衝動の強さは時間、状況、機会によって変わる可能性がありますが、それらの合計は一定のままです。