الفرق بين النظام المفتوح والنظام المغلق والنظام المعزول

تصنف الأنظمة الديناميكية الحرارية على أنها مفتوحة أو مغلقة أو معزولة. ال نظام مفتوح إنه المكان الذي يمكن أن تدخل فيه الطاقة والمادة أو تغادر النظام. ال النظام مغلق إنه المكان الذي يوجد فيه نقل للطاقة فقط. ال نظام معزول لا يسمح بدخول أو خروج الطاقة أو المادة.

في الديناميكا الحرارية ، نظام إنه جزء أو جزء من الكون الذي تتم دراسته. يتكون النظام عادةً من كمية محددة من مادة (مواد) كيميائية أو مادة ضمن حدود محددة. يتم تصنيف أي شيء خارج حدود النظام على أنه محيط. يمكن أن يكون أحد الأنظمة هو الأرض أو وعاء ماء على طاولة المطبخ.

نظام مفتوح	النظام مغلق	نظام معزول
تعريف	نظام ديناميكي حراري حيث يوجد تبادل للطاقة والمواد مع البيئة المحيطة.	نظام ديناميكي حراري حيث يوجد تبادل للطاقة مع المناطق المحيطة.	نظام ديناميكي حراري حيث لا يوجد تبادل للطاقة أو المادة مع البيئة المحيطة.
طاقة	ادخل أو اخرج.	ادخل أو اخرج.	لا يدخل ولا يترك.
شيء	هناك تبادل للأمور مع المناطق المحيطة.	لا يوجد تبادل للأمور مع المناطق المحيطة.	لا يوجد تبادل للأمور مع المناطق المحيطة.
أمثلة	الأرض ، وعاء مكشوف من الماء المغلي ، الخلية.	زجاجة ماء في الثلاجة ،	ترمس مغلق.

ما هو النظام المفتوح؟

النظام المفتوح هو نظام ديناميكي حراري حيث يحدث دخول وخروج المادة والطاقة من وإلى المناطق المحيطة. على سبيل المثال ، الأرض نظام مفتوح حيث تدخل الطاقة المشعة من الشمس والمواد مثل النيازك والغازات ، والأقمار الصناعية والغازات والإشعاع تغادر الأرض.

تبادل الطاقة في نظام مفتوح

يمكن للنظام المفتوح أن يتبادل الطاقة مع محيطه بطريقتين: العمل والحرارة. ال مهنة يتم الحصول عليها من خلال حركة الجسم التي تقوم بها القوة. ال الحار يتم إعطاؤه عن طريق نقل الطاقة الحرارية.

أمثلة النظام المفتوح

الارض

إذا كانت الأرض نظامًا معزولًا ، فلن تكون الحياة ممكنة ، لأنها تعتمد على طاقة الشمس وعلى المادة من الفضاء الخارجي.

جسم الانسان

من أجل العيش ، يحتاج الإنسان إلى الفخار والطاقة ، وهو ما نحصل عليه من الطعام. بالإضافة إلى ذلك ، نطلق الطاقة أيضًا ، على شكل حرارة وعمل ، ومادة ، مثل النفايات البيولوجية والعرق والنفس.

قد تكون مهتمًا أيضًا بالمشاهدة الفرق بين الحرارة ودرجة الحرارة.

ما هو النظام المغلق؟

النظام المغلق هو نظام ديناميكي حراري حيث يحدث مدخلات ومخرجات الطاقة من وإلى المناطق المحيطة. في هذه الحالة ، لا تختلف المادة أو المواد الموجودة في النظام من حيث الكمية.

مثال بسيط للغاية هو عندما نضع غطاء على قدر أثناء طهي الحساء. عن طريق تسخين الوعاء ، نوفر الطاقة الحرارية ، بينما لا يخرج ما بداخل الإناء ويتكثف الماء على جدران الإناء.

أمثلة على النظام المغلق

مثال على النظام المغلق هو الحدائق المغلقة بالزجاج. يمكننا زراعة حديقة صغيرة داخل جرة محكمة الغلق: لا تتطلب النباتات ذاتية التغذية سوى طاقة مشعة لإنتاج التمثيل الضوئي. الهواء والماء داخل الجرة لا يدخلان أو يخرجان.

في الواقع ، تم استخدام هذا النوع من النظام بشكل متكرر في رحلات طويلة عبر العالم في عصر الاستعمار ، لنقل النباتات.

ما هو النظام المعزول؟

النظام المعزول هو نظام ديناميكي حراري حيث لا يوجد دخول و / أو خروج للمادة والطاقة من وإلى المناطق المحيطة. هذه في الواقع حالة مثالية ، أقرب ما نعرفه إلى نظام معزول هو الترمس المغلق أو إبريق ديوار. الجدران العازلة للترمس تحافظ على المواد داخلها ساخنة أو باردة ، لذلك لا يتم تبادل الطاقة مع الخارج.

مثال نظام معزول

يتم تصنيع أباريق ديوار من أجل الحفاظ على الغازات أو السوائل شديدة البرودة (على سبيل المثال ، النيتروجين السائل أو الثلج الجاف) أو ساخنة جدًا ، لفترة أطول من الوقت. هم أقرب شيء إلى نظام معزول في المختبر. تتميز بوجود فراغ مزدوج الجدار مختوم ، لذلك لا يوجد هواء وسيط للسماح بتدفق الحرارة.

قد تكون مهتمًا بمعرفة المزيد عن:

• تفاعل ماص للحرارة وطارد للحرارة
• الطاقة الحركية والوضعية
• الدول وخصائص المادة