В термодинамиката има няколко типа системи: изолирани и неизолирани. Къде се срещат, когато се прилагат, показва колко полезни могат да бъдат и как да се грижат за тях. В противен случай, ако такива системи се окажат вредни за човешката работа, как да се отървете от тях.
Какво е това?
Изолирана система е абсолютно всяко натрупване на атоми и молекули (нещо, планета, човешко тяло), което съхранява енергията на цялата материя в себе си. Такава система е напълно изолирана от външния свят, тя също се нарича затворена.
Същността на изолирана система е, че при цялото си желание тя няма да споделя топлина, няма да губи енергия, ще трябва да се отнема от нея със сила. Например, можете да разгледате аквариума. Вътре в него протичат процеси: рибите умират, водата се влошава, черупките се унищожават. Но аквариумът не контактува с външната среда.
Друг пример за изолирана система е желязо - то няма да харчи енергия сама, няма да споделя вещества. Това явление се наблюдава при двигателите на резервоарите, слънчевата система - във всичко, което не споделя енергия с другите.
Затворена изолирана система не може да се припише на автомобил - тя се движи с определена скорост сама! Също така не включвайте чайници, растения, живи организми - те споделят вещества с външния свят. Живите организми отделят метаболитни продукти, растенията - кислород, чайник - пара при кипене.
Интересен факт: затворена се нарича такава система, при която сумата от произведените сили и работа е нула, а изолирана - където телата просто действат отделно от другите системи. Освен това изолирана система не винаги е затворена, но затворена система задължително ще бъде изолирана.
При движения - капан
Има едно предупреждение: те не могат да се движат сами, но ако някой ги движи, правилото не се нарушава. Така че, ако вземете изолирана система и я пуснете от височина, случайно я пуснете, пуснете я от парашут - няма значение, няма да престане да бъде изолирана. Освен ако, разбира се, не го разбиете при подобни действия - една и съща бутилка с вода, изхвърлена от височина, ще освободи цялата вода навън - споделя веществото с други системи - което означава, че системата вече няма да бъде затворена.
Пистолет и куршум отговарят на това описание - не работи без пръст върху спусъка, тежко тяло и Земята - нищо не се случва, ако не натиснете тялото в почвата.
Топлината също трябва да се вземе предвид
Изолираната система в термодинамиката е макрободия, която изобщо не споделя нищо: енергия, материя и топлина не надхвърлят системата. Като пример - термос. Той поддържа степента на чая, изсипан в него, няма да насили насила питието без човешка намеса (отворете и си го изсипете сам) и не харчи енергия никъде.
Нещо повече, изолирана система винаги се стреми да влезе в термодинамично равновесие и е необходим някой друг, за да я изведе от това състояние. Тоест, ако дадете пример за един и същ термос, тогава при продължителен престой в околната среда, чаят все пак ще изстине. Следователно се нуждаем от човек, който отново го залива с горещ чай и системата отново ще бъде термодинамично изолирана.
Защо е необходимо?
Концепцията за изолирана система обхваща много механизми, системи и екосистеми. Човек трябва да разбере как са подредени, за да се грижи правилно за тях. Ако това е аквариум, тогава преди да се качите в него с ръце и крака, опитвайки се да почистите, първо трябва да видите как да направите всичко, за да не го смущавате. Ако това са механизми или оборудване - как да ги използвате, така че тогава не би било мъчително болезнено да ги поправите.
В същото време, ако го приемем в глобален мащаб, пустинята също е изолирана система: вътре се срещат определени механизми на жизненоважна дейност, които не надхвърлят. Горите, степите, вулканите и атмосферата служат като относително изолирани екосистеми. Хората, без да разбират как работят, понякога самите те не осъзнават какъв мащаб на проблеми създават.
Има още едно „но“. Изолирана система никога няма да съществува напълно отделно от другите системи. Но тази концепция съществува. Той е удобен за извършване на изчисления по математика, термодинамика, химия и физика. Цялата енергия и вещество, което отделя изолираната система, се приема за нула и се работи с нужните числа в момента.
Изолираме неизолационните!
Дори отворена система може да се изолира, ако е оградена от нещо от околната среда. Адиабатната система действа като дял, който служи като обвивка за отворена система, като я прави затворена. Може да се сравни с фолиото, което обвива предмет в опит да го защити от слънчева светлина.
Ако погледнем в по-широк смисъл, тогава атмосферата за Земята може да служи като пример - тя защитава планетата от космическо влияние и служи като обвивка, която ни дава живот.
Съществува закон за запазване на инерцията за затворена изолирана система: Сумата от импулсите в затворена система остава постоянна, сякаш телата не си взаимодействат помежду си вътре в системата. И това е правилно: въпреки че силата на импулсите може да се промени с времето, обстоятелствата, възможностите, тяхната сума ще остане постоянна.
