Termodinamikā ir vairāki sistēmu veidi:izolēti un neizolēti. Kur tie tiek atrasti, kad tie tiek izmantoti, parāda, cik tie var būt noderīgi un kā par tiem rūpēties. Pretējā gadījumā, ja šādas sistēmas izrādās kaitīgas cilvēka darbam, kā no tām atbrīvoties.
Kas tas ir?
Izolēta sistēma ir absolūti jebkuraatomu un molekulu kopums (lieta, planēta, cilvēka ķermenis), kas uzglabā visu matēriju enerģiju. Šāda sistēma ir pilnībā izolēta no ārpasaules, to sauc arī par slēgtu.
Izolētas sistēmas būtība ir tādalai kā gribētos, siltumu nedalīs, enerģiju netērēs, viela viņai būs jāatņem ar varu. Piemēram, jūs varat apskatīt akvāriju. Tā iekšpusē notiek procesi: zivis iet bojā, ūdens bojājas, čaumalas tiek iznīcinātas. Bet akvārijs nesaskaras ar ārējo vidi.
Vēl viens izolētas sistēmas piemērs irGludeklis pats nepatērēs enerģiju un nedalīs vielas. Šī parādība ir novērojama tanku dzinējos, Saules sistēmā – visā, kas nedala enerģiju ar citiem.
Nevar klasificēt kā slēgtas izolētas sistēmasautomašīna – tā pati kustas ar noteiktu ātrumu! Tas neietver arī tējkannas, augus un dzīvos organismus – tiem ir kopīgas vielas ar ārpasauli. Dzīvie organismi izdala vielmaiņas produktus, augi izdala skābekli, tējkanna vārot izdala tvaiku.
Interesants fakts:Slēgta sistēma ir sistēma, kurā radīto spēku un darba summa ir nulle, un izolēta sistēma ir tāda, kurā ķermeņi vienkārši darbojas atsevišķi no citām sistēmām. Turklāt izolēta sistēma ne vienmēr ir slēgta, bet slēgta sistēma noteikti būs izolēta.
Kustībās ir slazds
Ir viens brīdinājums:Viņi paši nevar pārvietoties, bet, ja kāds viņus kustina, tad noteikums netiek pārkāpts. Tātad, ja paņemat izolētu sistēmu un izmetat to no augstuma, nejauši nometat to, nometat no izpletņa - tam nav nozīmes, tā nepārstās būt izolēta. Ja vien, protams, šādu darbību laikā nesalauzīsi - tā pati ūdens pudele, izmesta no augstuma, izlaidīs visu ūdeni - tā sadalīs vielu ar citām sistēmām - tas nozīmē, ka sistēma vairs netiks slēgta.
Pistole un lode atbilst šim aprakstam - tas nedarbojas bez pirksta uz sprūda, smaga ķermeņa un Zemes - nekas nenotiek, ja ķermeni nenospiežat uz zemes.
Jāņem vērā arī siltums
Izolēta sistēma termodinamikā irmakroķermenis, kas nekad nav sadalīts ne ar ko: enerģija, matērija un siltums nepamet sistēmu. Kā piemērs - termoss. Tas saglabā tajā ielietās tējas stiprumu, bez cilvēka iejaukšanās nedalīs dzērienu bez spēka (pats atverot un ielejot) un nekur netērē enerģiju.
Turklāt izolēta sistēma vienmēr ir tendencelai nonāktu termodinamiskā līdzsvarā, un ir vajadzīgs kāds cits, lai viņu izvestu no šī stāvokļa. Tas ir, ja mēs sniedzam piemēru par vienu un to pašu termosu, tad, ja tas tiek atstāts vidē ilgu laiku, tēja joprojām atdziest. Tāpēc ir vajadzīgs cilvēks, kurš atkal pārlej ar karstu tēju, un sistēma atkal būs termodinamiski izolēta.
Kāpēc tas ir vajadzīgs?
Izolētas sistēmas jēdziens aptver daudzusmehānismi, sistēmas un ekosistēmas. Cilvēkam ir jāsaprot, kā viņi strādā, lai par viņu pareizi rūpētos. Ja tas ir akvārijs, tad pirms kāpt tajā ar rokām un kājām, mēģinot to iztīrīt, vispirms jāpaskatās, kā visu izdarīt, lai netraucētu. Ja tie ir mehānismi vai aprīkojums, kā tos izmantot, lai vēlāk to remonts nebūtu nežēlīgi sāpīgs.
Tajā pašā laikā, ja mēs to skatāmies globālā mērogā,Arī tuksnesis ir izolēta sistēma: tajā notiek noteikti dzīvības darbības mehānismi, kas nepārsniedz tās robežas. Meži, stepes, vulkāni un atmosfēra kalpo kā salīdzinoši izolētas ekosistēmas. Cilvēki, nesaprotot, kā viņi strādā, dažreiz paši neapzinās viņu radīto nepatikšanas apjomu.
Ir vēl viens “bet”.Izolēta sistēma nekad nepastāvēs pilnīgi atsevišķi no citām sistēmām. Bet šī koncepcija pastāv. Tas ir ērti, lai veiktu aprēķinus matemātikā, termodinamikā, ķīmijā un fizikā. Visa enerģija un matērija, ko izdala izolēta sistēma, tiek ņemta par nulli un tiek darbināta ar skaitļiem, kas šobrīd ir nepieciešami.
Izolēsim neatdalāmo!
Pat atvērta sistēma var kļūt izolētaja tas ir norobežots ar kaut ko no apkārtējās vides. Adiabātiskā sistēma darbojas kā nodalījums, kas kalpo kā apvalks atvērtajai sistēmai, padarot to slēgtu. To var salīdzināt ar foliju, kas tiek aptīta ap priekšmetu, cenšoties to pasargāt no saules stariem.
Ja skatāmies plašākā nozīmē, atmosfēra Zemei var kalpot par piemēru – tā aizsargā planētu no kosmiskās ietekmes un kalpo kā apvalks, kas dod mums dzīvību.
Pastāv impulsa saglabāšanas likumsslēgta izolēta sistēma: impulsu summa slēgtā sistēmā paliek nemainīga neatkarīgi no tā, kā ķermeņi mijiedarbojas viens ar otru sistēmā. Un tas ir pareizi: lai gan impulsu stiprums var mainīties laika gaitā, apstākļi, iespējas, to summa joprojām paliks nemainīga.
Beigās ir trekns punkts...
Tādējādi secinājums liek domāt:
- Izolēta sistēma ir pēc iespējas neatkarīgāka no savas vides, ražojot enerģiju, darbu un vielu sevī. Tas paliks nemainīgs, vienlaikus cenšoties panākt līdzsvaru.
- Slēgta izolēta sistēma arī to nedarīsatkarīgs no vides apstākļiem, neko neatšķir no sevis, bet darbs tajā būs pilnīgi līdzvērtīgs nullei. Tas nozīmē, ka impulsu saglabāšanas likums vairāk attieksies uz šādu sistēmu, nevis uz atvērtu.
- Izolēta sistēma termodinamikā to nedarīsatkarīgs no apkārtējās vides siltuma. Būvnieki cenšas panākt šo stāvokli, siltinot mājas. Starp citu, putupolistirols var viegli kalpot kā adiabātisks apvalks mājai, padarot to par izolētu sistēmu.
- Izolēta sistēma principā nepastāv: viss ar kaut ko mijiedarbojas. Ja aizverat akvāriju, ūdens būs slikts ar skābekli un zivis ies bojā. Jebkurā gadījumā tie paliek mīnusos.
Zinātnei ir vajadzīgas izolētas sistēmas, lai nodrošinātu eksperimenta tīrību - dažus daudzumus var atstāt novārtā. Bet dzīvē viņiem ir nepieciešama pienācīga aprūpe un lietošana.
