12 TERMODINAMINIŲ SISTEMŲ PAVYZDŽIAI - MOKSLAS - 2025

Į termodinaminė sistema yra studijų termodinamikos objektas. Sistemą galima apibrėžti kaip tam tikrą materijos kiekį arba regioną erdvėje, kur pagrindinis dėmesys skiriamas problemos analizei.

Kita vertus, terminą termodinamika sugalvojo britų fizikas ir matematikas Thomsonas, sujungęs graikų šaknis dėl šilumos (Θέρμη: termo) ir galios ar jėgos (δύναμις: dynamis).

Termodinamika yra fizikos šaka, atsakinga už šilumos ir jos galimybių gaminti energiją bei abiejų aspektų savybes.

Termodinaminių sistemų tipai

Visų pirma, kai kurios pagrindinės sąvokos, susijusios su termodinaminėmis sistemomis, yra aplinka, sistemos riba ir visata.

Aplinka yra viskas, kas nepriklauso sistemai, o jos riba yra sąsaja, atskirianti ją nuo aplinkos. Galiausiai Visata yra šių dviejų elementų derinys.

Termodinaminė sistema gali būti bet koks medžiagos, bandinio ar mašinos kiekis, kuris yra aiškiai atskirtas nuo aplinkos.

Šis atskyrimas gali būti tikras arba įsivaizduojamas. Taip pat reikėtų atsižvelgti į tai, kad nei iš anksto nustatyta geometrija, nei cheminė sudėtis, nei fizinė termodinaminių sistemų būklė, todėl bet kuri iš jų gali pasikeisti.

Kita vertus, yra trijų tipų termodinaminės sistemos: uždaros, atviros ir izoliuotos. Uždarose sistemose energija gali būti perduodama tarp sistemos ir jos aplinkos, bet ne masė.

Jei abu gali būti perduoti, tai yra atvira sistema. Kita vertus, jei nėra jokio tipo sąveikos su aplinka, sistema yra izoliuota.

15 konkrečių termodinaminių sistemų pavyzdžių

Uždaros sistemos

Uždarų termodinaminių sistemų atveju materija neperžengia sistemos ribų. Tačiau energija gali ją kirsti, bet tik šilumos ar darbo pavidalu. Šią sistemą iliustruoja šios sistemos:

-Padaromi pneumatiniai stūmokliai

-Šaltnešis šaldymo sistemoje

-Kalorimetras

-Planetė Žemė (gauna energiją iš saulės, bet praktiškai nekeičia materijos su išorine).

- Slėginis puodas (jei sistema visiškai uždaryta, kyla sprogimo pavojus)

Atviros sistemos

Tokio tipo sistemose vyksta energijos mainai su aplinka, o masė ar medžiaga neturi kliudyti peržengti sistemos ribas.

Taip pat darbas atliekamas sistemoje arba jos metu. Keletas atvirų termodinaminių sistemų pavyzdžių:

- Virinamas vanduo puode be dangčio (karštis ir garai, kurie yra svarbūs, išbėga į orą)

-Turbinai

-Kompresoriai

-Šilumokaičiai

-Žmogaus kūnas

Izoliuotos sistemos

Izoliuota sistema yra tokia, kai darbas nėra atliekamas sistemoje arba nėra jos atliekamas. Šiluma nei pašalinama, nei pridedama iš sistemos.

Taip pat materija neteka nei į ją, nei iš jos. Labai nedaug termodinaminių sistemų yra visiškai izoliuotos. To pavyzdžiai:

-Tvirtas hermetiškas plieno cilindras, kuriame yra skysto azoto

-Neopreninis kostiumas

-Deguonies balionai

-Visa fizinė visata

- Termosas (kad viskas būtų šalta ar karšta)

Nuorodos

1. Wu, C. (2002). Pažangi kompiuterinė inžinerinė termodinamika ir ciklų analizė. Niujorkas: „Nova Publishers“.
2. Nagas, PK (2013). Inžinerinė termodinamika. Naujasis Delis: „McGraw-Hill“ išsilavinimas.
3. Han, F. (2017). Šiuolaikiniai universiteto fizikos kursai: optika, šiluminė fizika, šiuolaikinė fizika. Singapūras: Pasaulio mokslinė leidyba.
4. Freiesleben Hansen, P. (2009). Statybinių medžiagų mokslas. Londonas: „Springer“ mokslo ir verslo žiniasklaida.
5. Raufas, BS (2012). Termodinamika, padaryta paprasta energetikos inžinieriams. Gruzija: „Fermont Press“.