Sifat sistem termodinamik, jenis, contoh

A Sistem termodinamik o Bahan kerja adalah sebahagian daripada alam semesta yang dipilih untuk dikaji oleh termodinamik. Ini adalah definisi yang sangat luas, kerana sistem termodinamik boleh menjadi luas seperti galaksi atau ia adalah sedikit gas yang terkandung dalam silinder.

Semua yang mengelilingi sistem termodinamik, termasuk jisim dan ruang, adalah persekitaran atau persekitaran yang sama. Ia bukan seluruh alam semesta, tetapi hanya persekitaran yang mampu mempengaruhi sistem.

Skim sistem termodinamik

Dalam sistem termodinamik, pertukaran jisim atau tenaga adalah mungkin antara sistem dan persekitaran, bergantung kepada kelas sistem, sebagai persekitaran di mana pemerhati yang mempelajarinya terletak.

Dalam analisis sistem termodinamik, penting untuk menubuhkan sempadan (had atau dinding), yang boleh diperbaiki atau mudah alih. Botol kaca atau logam mempunyai dinding tetap, tetapi omboh atau omboh mudah alih.

Oleh itu, sempadan boleh menjadi permukaan sebenar atau khayalan, tetapi idealnya ia mempunyai ketebalan null, beberapa ketegaran dan ciri -ciri lain yang diterangkan dalam bentuk matematik.

Sempadan khayalan diperlukan apabila mengkaji sistem yang pada gilirannya adalah sebahagian daripada sistem yang lebih besar, seperti bintang dalam nebula.

Pertukaran haba antara sistem dan persekitarannya, jika ada, adalah objektif utama termodinamik. Itulah sebabnya nama khas diberikan kepada dinding yang membolehkan pertukaran: adiabatik, sementara yang tidak membenarkannya dan mengasingkan sistem adalah diathermic.

[TOC]

Jenis sistem termodinamik

Dalam kes pertama ia adalah sistem terbuka kerana teko bertukar tenaga yang dikeluarkan oleh api dan gas dalam bentuk gas di luar. Dalam kes kedua ia adalah sistem tertutup kerana saya hanya menukar tenaga yang dikeluarkan oleh api, tetapi bukan gas. Kes ketiga adalah sistem terpencil kerana ia tidak menukar tenaga atau perkara.

Terdapat pelbagai jenis sistem termodinamik, yang diklasifikasikan mengikut keupayaan mereka untuk menukar bahan dan tenaga dengan alam sekitar, dengan cara ini kita ada:

Sistem terbuka

Pertukaran bahan dan tenaga dengan luar dibenarkan, jadi mereka juga dipanggil Jumlah kawalan.

Sebilangan besar sistem kejuruteraan dimodelkan dengan cara ini, contohnya pemanas air buatan sendiri dan radiator kereta.

Boleh melayani anda: 21 peristiwa penting fizik

Sistem tertutup

Mereka juga dikenali sebagai jisim kawalan dan dicirikan kerana tidak ada pertukaran bahan dengan persekitaran. Oleh itu jisimnya tetap, namun tenaga dapat menyeberangi batasnya, sama ada sebagai haba atau sebagai kerja. Dengan cara ini jumlah sistem boleh berbeza -beza.

Sistem terpencil

Ini adalah sistem tertutup di mana pertukaran haba, kerja atau apa -apa bentuk tenaga dengan persekitaran dicegah.

Sistem homogen dan sistem heterogen

Sistem yang diterangkan diklasifikasikan mengikut kapasiti pertukaran mereka dengan alam sekitar, tetapi ini bukan satu -satunya kriteria. Sistem termodinamik juga boleh menjadi homogen dan heterogen.

Bahan murni adalah contoh sistem homogen yang baik, seperti garam meja yang disimpan dalam penggoncang garam. Sebaliknya, gabungan air cair dan wap air adalah sistem heterogen, kerana ini adalah dua negeri yang berbeza, yang sifatnya berbeza.

Contoh sistem termodinamik

Seperti yang telah kita lihat, sistem termodinamik adalah dari yang paling mudah hingga yang paling kompleks. Walau bagaimanapun, semasa mengkaji mereka, adalah mudah untuk menentukan dengan teliti dan cuba mencari semua cara untuk memudahkan analisis.

Mari kita lihat beberapa contoh sistem sebenar yang menemani kita dalam kehidupan seharian:

Bekas tenggelam di dalam air

Ini adalah sistem termodinamik yang sangat mudah dan ilustrasi, dan juga cara yang baik untuk menyediakan makanan. Kandungan bekas, sama ada telur, campuran untuk flan atau penyediaannya, adalah sistem termodinamik, sementara mandi air merupakan persekitaran atau persekitaran atau persekitaran.

Boleh melayani anda: Apakah momen magnet?

Semasa memanaskan air, haba mengalir ke sistem melalui sempadan bekas.

Kelajuan makanan yang dimasak bergantung pada beberapa faktor, salah satunya adalah bahan kuali: jika seramik atau logam. Kami tahu bahawa logam adalah pemacu haba yang baik, jadi kami berharap kandungannya cepat memanaskan jika kapal keluli atau aluminium digunakan.

Daripada memanaskan sistem, anda mahu. Dalam kes ini sistem memberi haba kepada mandi air.

Masak dalam kuali yang tidak dijumpai

Ayam dan roti yang dimasak dalam kuali terbuka adalah contoh sistem termodinamik terbuka. Sumber: Pixabay.

Dapur adalah tempat yang sangat baik untuk mencari proses termodinamik. Sos, ayam atau makanan lain yang rebus dalam kuali terbuka, adalah contoh sistem terbuka, kerana terdapat semua jenis pertukaran dengan persekitaran yang dibenarkan: tambah bumbu, bahan -bahan lain dan ubah suai haba yang ditambah.

Enjin pembakaran dalaman

Dalam enjin pembakaran dalaman kereta, motosikal, kapal terbang dan bot terdapat campuran gas (udara) dan bahan bakar yang disediakan di karburetor dan dibawa ke silinder, di mana dengan kesan pembakaran ia menjadi campuran gas beberapa.

Oleh kerana komposisi campuran berbeza -beza sepanjang kitaran kerja, ia adalah sistem termodinamik yang kompleks dan heterogen.

Kopi atau teh dalam termos

Minuman panas atau sejuk di dalam termos adalah contoh sistem termodinamik tertutup yang baik. Sumber: Pixabay.

Kopi atau teh tetap panas untuk masa yang lebih lama dalam termos. Ia adalah bekas yang disediakan dengan dinding penebat, tepat untuk mengelakkan sistem kami - minuman panas - menyampaikan haba ke alam sekitar dan menyejukkan.

Boleh melayani anda: Volt atau Volt: Konsep dan Formula, Kesamaan, Contoh

Thermos adalah benar -benar dua bekas, di antaranya adalah sebahagian kosong untuk mengelakkan kehadiran medium seperti udara, yang membantu memandu haba dari dalam ke bekas.

Sudah tentu termos juga berfungsi terbalik, berfungsi untuk menyimpan minuman sejuk lebih lama.

Telur

Telur yang kita makan sebagai makanan adalah contoh yang sangat baik dari sistem termodinamik tertutup, tetapi yang membolehkan pertukaran tenaga dengan persekitaran. Kupas telur membolehkan panas galls menguatkan embrio, serta laluan gas.

Sel

Sel adalah kesatuan asas makhluk hidup dan sistem termodinamik yang luar biasa efisien. Dengan lanjutan, mana -mana makhluk hidup juga boleh dianggap sebagai sistem termodinamik yang kompleks.

Membran sel yang meliputi struktur dalaman seperti nukleus dan mitokondria adalah sempadan antara sistem dan persekitaran. Ini membolehkan pertukaran tenaga, kedatangan nutrien dari luar dan output sisa.

Kalengan

Makanan dalam tin adalah contoh khas sistem termodinamik tertutup.

Pemanas air

Air di dalam pemanas adalah sistem termodinamik terbuka, kerana gas yang diperlukan.

Rujukan

1. Borgnakke. 2009. Asas termodinamik. Edisi ke -7. Wiley dan anak lelaki.
2. Cengel, dan. 2012. Thermodynamics. Edisi ke -7. McGraw Hill.
3. Tenaga solar. Sistem termodinamik. Diperolehi dari: solar-anergy.jaring.
4. Wikipedia. Sistem termodinamik. Pulih dari: Adakah.Wikipedia.org.
5. Wikipedia. Sistem Themodinamik. Diambil dari.Wikipedia.org.