12 ПРИМЕРЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ - НАУКА - 2024

В термодинамических системах являются объектом изучения термодинамики. Систему можно определить как определенное количество материи или область в пространстве, где внимание сосредоточено на анализе проблемы.

С другой стороны, термин термодинамика был придуман британским физиком и математиком Томсоном, который объединил греческие корни, обозначающие тепло (Θέρμη: термо) и мощность или силу (δύναμις: динамис).

Термодинамика - это раздел физики, который отвечает за изучение тепла и его способности производить энергию, а также свойств, связанных с обоими аспектами.

Типы термодинамических систем

В первую очередь, некоторые из основных понятий, связанных с термодинамическими системами, - это окружающая среда, граница системы и вселенная.

Среда - это все, что является внешним по отношению к системе, и ее предел - это интерфейс, отделяющий ее от среды. Наконец, Вселенная - это комбинация этих двух элементов.

Термодинамическая система может представлять собой любое количество вещества, образца или устройства, которое четко определенным образом отделено от окружающей среды.

Это разделение может быть реальным или воображаемым. Также следует учитывать, что ни геометрия, ни химический состав, ни физическое состояние термодинамических систем не предопределены, поэтому любая из них может измениться.

С другой стороны, существует три типа термодинамических систем: закрытые, открытые и изолированные. В закрытых системах между системой и ее окружением может передаваться энергия, но не масса.

Если оба могут быть перенесены, то это открытая система. С другой стороны, если нет типа взаимодействия с окружающей средой, система изолирована.

15 конкретных примеров термодинамических систем

Закрытые системы

В случае замкнутых термодинамических систем вещество не пересекает границу системы. Однако энергия может пересекать его, но в виде тепла или работы. Следующие системы иллюстрируют этот тип:

-Пневматические поршни с уплотнением

-Хладагент в холодильной системе

-Calorimeter

-Планета Земля (получает энергию от Солнца, но практически не обменивается веществом с внешним миром).

- Нагнетательный бак (если система полностью закрыта, существует опасность взрыва)

Открытые системы

В системах этого типа происходит обмен энергией с окружающей средой, и масса или материя не препятствуют выходу за пределы системы.

Кроме того, работа выполняется в системе или с ее помощью. Некоторые примеры открытых термодинамических систем включают:

-Кипящая вода в кастрюле без крышки (тепло и пар, которые являются материей, уходят в воздух)

-Turbines

-Compressors

-Теплообменники

-Тело человека

Изолированные системы

Изолированная система - это система, в которой работа не выполняется внутри системы или ею. Ни тепло не удаляется и не добавляется из системы.

Кроме того, материя не течет внутрь и не выходит из него. Очень немногие термодинамические системы полностью изолированы. Примеры этого:

-Жесткий герметичный стальной баллон с жидким азотом

-Костюм из неопрена.

-Кислородные баллоны

-Вся физическая вселенная

-Термос (чтобы вещи оставались горячими или холодными)

Ссылки

1. Ву, К. (2002). Интеллектуальная компьютерная инженерная термодинамика и анализ циклов. Нью-Йорк: Nova Publishers.
2. Наг, ПК (2013). Инженерная термодинамика. Нью-Дели: Образование Макгроу-Хилл.
3. Хан, Ф. (2017). Современный курс университетской физики: оптика, теплофизика, современная физика. Сингапур: Всемирная научная издательская компания.
4. Фрайеслебен Хансен, П. (2009). Наука о строительных материалах. Лондон: Springer Science & Business Media.
5. Рауф, Б.С. (2012). Термодинамика стала проще для инженеров-энергетиков. Грузия: Фермонт Пресс.