Termodinamikā ir vairāku veidu sistēmas: izolētas un neizolētas. Tas, kur viņi satiekas, kad tiek piemēroti, parāda, cik viņi var būt noderīgi un kā par viņiem rūpēties. Pretējā gadījumā, ja šādas sistēmas izrādās kaitīgas cilvēku darbam, kā no tām atbrīvoties.
Kas tas ir
Izolēta sistēma ir absolūti jebkura atomu un molekulu (lieta, planēta, cilvēka ķermenis) uzkrāšanās, kas sevī uzglabā visas matērijas enerģiju. Šāda sistēma ir pilnībā izolēta no ārpasaules, to sauc arī par slēgtu.
Izolētas sistēmas būtība ir tāda, ka ar visu savu vēlmi tā nedalīsies ar siltumu, netērēs enerģiju, tā no tās būs jāatņem ar spēku. Piemēram, jūs varat apskatīt akvāriju. Tā iekšpusē notiek procesi: zivis mirst, ūdens pasliktinās, čaumalas tiek iznīcinātas. Bet akvārijs nesaskaras ar ārējo vidi.
Vēl viens izolētas sistēmas piemērs ir gludeklis - tas pats netērēs enerģiju, nedalīsies ar vielām. Šī parādība tiek novērota tvertņu motoros, Saules sistēmā - visā, kas nedalās enerģijā ar citiem.
Slēgtu izolētu sistēmu nevar attiecināt uz automašīnu - tā pati pārvietojas ar noteiktu ātrumu! Neietver arī tējkannas, augus, dzīvos organismus - tie dala vielas ar ārpasauli. Dzīvi organismi viršanas laikā izdala vielmaiņas produktus, augi - skābekli, tējkannu - tvaiku.
Interesants fakts: slēgtu sauc par tādu sistēmu, kurā saražoto spēku un padarītā darba summa ir nulle, un izolētu - kurā ķermeņi vienkārši darbojas atsevišķi no citām sistēmām. Turklāt izolēta sistēma ne vienmēr tiek slēgta, bet slēgta sistēma noteikti būs izolēta.
Kustībās - slazds
Ir viens brīdinājums: viņi nevar pārvietoties paši, bet, ja kāds tos pārvieto, noteikums netiek pārkāpts. Tātad, ja jūs paņemat izolētu sistēmu un nolaižat to no augstuma, nejauši nometiet to, nometiet to no izpletņa - tam nav nozīmes, tas nebeigsies izolēts. Ja vien, protams, jūs to nesadalīsit pēc šādām darbībām - tā pati ūdens pudele, kas izmesta no augstuma, atbrīvos visu ūdeni - dalīsiet vielu ar citām sistēmām - tas nozīmē, ka sistēma vairs netiks slēgta.
Šim aprakstam piemērota pistole un lode - tas nedarbojas bez pirksta uz sprūda, smaga ķermeņa un zemes - nekas nenotiek, ja ķermeni neiegrūdīsit augsnē.
Jāņem vērā arī karstums
Izolēta sistēma termodinamikā ir makroķermenis, kas nekad neko nedara: enerģija, matērija un siltums nepārsniedz sistēmu. Kā piemērs - termoss. Viņš uztur tajā ielietās tējas pakāpi, viņš bez piespiešanas nedalīsies dzērienā (atveriet un pats to ielejiet), un viņš nekur netērē enerģiju.
Turklāt izolēta sistēma vienmēr cenšas nonākt termodinamiskā līdzsvarā, un, lai to izkļūtu no šī stāvokļa, ir nepieciešams kāds cits. Tas ir, ja jūs sniedzat viena un tā paša termosa piemēru, tad ar ilgstošu uzturēšanos vidē tēja joprojām atdzisīs. Tāpēc mums ir nepieciešams cilvēks, kurš to atkal pārpludina ar karstu tēju, un sistēma atkal būs termodinamiski izolēta.
Kāpēc tas ir vajadzīgs?
Izolētas sistēmas jēdziens aptver daudzus mehānismus, sistēmas un ekosistēmas. Personai ir jāsaprot, kā tie ir sakārtoti, lai par viņiem pareizi rūpētos. Ja tas ir akvārijs, tad pirms nokļūšanas tajā ar rokām un kājām, mēģinot to notīrīt, vispirms jāredz, kā visu darīt, lai tas netraucētu. Ja tie ir mehānismi vai aprīkojums - kā tos izmantot, lai tad tos saremontēt nebūtu sāpīgi.
Tajā pašā laikā, ja mēs to uztveram globālā mērogā, tuksnesis ir arī izolēta sistēma: tā iekšienē rodas noteikti dzīvības aktivitātes mehānismi, kas nepārsniedz to. Meži, stepes, vulkāni un atmosfēra kalpo kā salīdzinoši izolētas ekosistēmas. Cilvēki, nesaprotot, kā viņi strādā, dažreiz paši neapzinās, kādu nepatikšanas pakāpi viņi rada.
Ir vēl viens “bet”. Izolēta sistēma nekad neeksistēs pilnīgi atsevišķi no citām sistēmām. Bet šī koncepcija pastāv. Tas ir ērti, lai veiktu aprēķinus matemātikā, termodinamikā, ķīmijā un fizikā. Visa enerģija un viela, ko izstaro izolētā sistēma, tiek ņemta uz nulli un tiek darbināta ar skaitļiem, kas nepieciešami šobrīd.
Mēs izolējam neizolējošo!
Pat atvērta sistēma var kļūt izolēta, ja to norobežo kaut kas no vides. Adiabātiskā sistēma darbojas kā nodalījums, kas kalpo kā atvērtas sistēmas apvalks, padarot to slēgtu. To var salīdzināt ar foliju, kas iesaiņo priekšmetu, mēģinot to pasargāt no saules gaismas.
Ja skatāmies plašākā nozīmē, tad par piemēru var kalpot atmosfēra Zemei - tā aizsargā planētu no kosmiskās ietekmes un kalpo kā apvalks, kas mums dod dzīvību.
Ir noslēgtas izolētas sistēmas impulsa saglabāšanas likums: Slēgtā sistēmā impulsu summa paliek nemainīga, it kā ķermeņi nebūtu savstarpēji mijiedarbojušies sistēmas iekšienē. Un tas ir pareizi: lai arī impulsu stiprums var mainīties ar laiku, apstākļiem, iespējām, to summa joprojām paliks nemainīga.
