Rozdíl mezi otevřeným systémem, uzavřeným systémem a izolovaným systémem
Termodynamické systémy jsou klasifikovány jako otevřené, uzavřené nebo izolované. The otevřený systém Je to místo, kde energie a hmota mohou vstoupit nebo opustit systém. The systém uzavřen Je to situace, kdy dochází pouze k přenosu energie. The izolovaný systém neumožňuje ani vstup, ani výstup energie nebo hmoty.
V termodynamice, systém Je to část nebo část vesmíru, která je studována. Systém se obvykle skládá ze specifického množství chemické látky (látek) nebo látky v definovaných mezích. Cokoli, co je mimo meze systému, je klasifikováno jako okolí. Jedním systémem může být Země nebo nádoba s vodou na kuchyňském stole.
| Otevřený systém | Systém uzavřen | Izolovaný systém | |
|---|---|---|---|
| Definice | Termodynamický systém, kde dochází k výměně energie a hmoty s okolím. | Termodynamický systém, kde dochází k výměně energie s okolím. | Termodynamický systém, kde nedochází k výměně energie nebo hmoty s okolím. |
| Energie | Vstupte nebo vystupte. | Vstupte nebo vystupte. | Nevstupuje ani neodchází. |
| Hmota | Dochází k výměně hmoty s okolím. | Nedochází k žádné výměně hmoty s okolím. | Nedochází k žádné výměně hmoty s okolím. |
| Příklady | Země, odkrytý hrnec vroucí vody, buňka. | Láhev vody v lednici, | Uzavřená termoska. |
Co je otevřený systém?
Otevřený systém je termodynamický systém, kde nastává vstup a výstup hmoty a energie do a z okolí. Například Země je otevřený systém, protože do něj vstupuje sálavá energie ze Slunce a materiálu, jako jsou meteority a plyny, a ze Země opouštějí umělé satelity, plyny a záření.
Výměna energie v otevřeném systému
Otevřený systém může vyměňovat energii se svým okolím dvěma způsoby: prací a teplem. The práce Je to dáno pohybem objektu prováděným silou. The horký Je to dáno přenosem tepelné energie.
Příklady otevřeného systému
Země
Pokud by Země byla izolovanou soustavou, život by nebyl možný, protože to závisí na energii Slunce a na hmotě z vesmíru.
Lidské tělo
Aby lidé mohli žít, potřebují keramiku a energii, kterou získáváme z potravy. Kromě toho také uvolňujeme energii ve formě tepla a práce a hmoty, jako je biologický odpad, pot a dech.
Také by vás mohlo zajímat Rozdíl mezi teplem a teplotou.
Co je to uzavřený systém?
Uzavřený systém je termodynamický systém, kde dochází k vstupu a výstupu energie do a z okolí. V tomto případě se obsah nebo látky obsažené v systému nemění v množství.
Velmi jednoduchým příkladem je, když dáme pokličku na hrnec, když se vaří polévka. Ohříváním hrnce dodáváme tepelnou energii, zatímco to, co je uvnitř hrnce, se nemůže dostat ven a voda kondenzuje na stěnách hrnce.
Příklady uzavřeného systému
Příkladem uzavřeného systému jsou zahrady uzavřené ve skle. Můžeme pěstovat minizahradku uvnitř uzavřené nádoby: autotrofní rostliny vyžadují k výrobě fotosyntézy pouze sálavou energii. Vzduch a voda uvnitř nádoby nevejdou dovnitř ani ven.
Ve skutečnosti byl tento typ systému v kolonizační éře často používán na dlouhých plavbách po celém světě, k přepravě rostlin.
Co je izolovaný systém?
Izolovaný systém je termodynamický systém, kde neexistuje žádný vstup a / nebo výstup z hmoty a energie do a z okolí. Jedná se vlastně o idealizovaný stav, nejblíže k izolovanému systému je uzavřená termoska nebo Dewarův džbán. Izolační stěny termosky udržují látky uvnitř teplé nebo studené, takže není zajištěna výměna energie s vnějškem.
Příklad izolovaného systému
Džbány Dewar se vyrábějí za účelem udržení plynů nebo kapalin velmi studených (například kapalného dusíku nebo suchého ledu) nebo velmi horkých po delší dobu. Jsou nejblíže izolovanému systému v laboratoři. Vyznačují se dvojitou stěnou vakuově utěsněnou, takže zde není žádný mezilehlý vzduch, který by umožňoval tok tepla.
Mohlo by vás zajímat více informací o:
- Endotermická a exotermická reakce
- Kinetická a potenciální energie
- Stavy a vlastnosti hmoty
