Разница между открытой системой, закрытой системой и изолированной системой
Термодинамические системы подразделяются на открытые, закрытые и изолированные. В открытая система Здесь энергия и материя могут входить в систему или выходить из нее. В система закрыта Это тот, где есть только передача энергии. В изолированная система он не допускает ни входа, ни выхода энергии или материи.
В термодинамике система Это часть или часть Вселенной, которая изучается. Система обычно состоит из определенного количества химического вещества (веществ) или вещества в определенных пределах. Все, что выходит за рамки системы, классифицируется как окружение. Одной системой может быть Земля или емкость с водой на кухонном столе.
| Открытая система | Система закрыта | Изолированная система | |
|---|---|---|---|
| Определение | Термодинамическая система, в которой происходит обмен энергией и веществом с окружающей средой. | Термодинамическая система, в которой происходит обмен энергией с окружающей средой. | Термодинамическая система, в которой нет обмена энергией или веществом с окружающей средой. |
| Энергия | Входите или выходите. | Входите или выходите. | Он не входит и не уходит. |
| Иметь значение | Происходит обмен веществ с окружающей средой. | Нет обмена веществом с окружающей средой. | Нет обмена веществом с окружающей средой. |
| Примеры | Земля, открытый горшок с кипятком, клетка. | Бутылка воды в холодильнике, | Закрытый термос. |
Что такое открытая система?
Открытая система - это термодинамическая система, в которой происходит вход и выход материи и энергии в и из окрестностей. Например, Земля представляет собой открытую систему, поскольку лучистая энергия поступает от Солнца, а такие материалы, как метеориты и газы, а также искусственные спутники, газы и радиация, покидают Землю.
Обмен энергией в открытой системе
Открытая система может обмениваться энергией с окружающей средой двумя способами: работой и теплом. В работа Он задается движением объекта под действием силы. В горячий Это происходит за счет передачи тепловой энергии.
Примеры открытых систем
Земля
Если бы Земля была изолированной системой, жизнь была бы невозможна, поскольку она зависит от энергии Солнца и материи из космоса.
Тело человека
Чтобы жить, людям нужны керамика и энергия, которые мы получаем из пищи. Кроме того, мы также выделяем энергию в виде тепла и работы, а также материю, такую как биологические отходы, пот и дыхание.
Вам также может быть интересно посмотреть Разница между теплом и температурой.
Что такое закрытая система?
Замкнутая система - это термодинамическая система, в которой происходит ввод и вывод энергии в и из окрестностей. В этом случае вещество или вещества, содержащиеся в системе, не меняются по количеству.
Очень простой пример: мы закрываем кастрюлю крышкой, пока готовится суп. Нагревая горшок, мы обеспечиваем тепловую энергию, при этом то, что находится внутри горшка, не может выйти, и вода конденсируется на стенках горшка.
Примеры закрытой системы
Пример закрытой системы - сады, запечатанные стеклом. Мы можем вырастить мини-сад в герметичной банке: автотрофным растениям требуется только лучистая энергия для фотосинтеза. Воздух и вода внутри банки не входят и не выходят.
Фактически, этот тип системы часто использовался в длительных путешествиях по миру в эпоху колонизации для транспортировки растений.
Что такое изолированная система?
Изолированная система - это термодинамическая система, в которой нет входа и / или выхода материи и энергии в и из окрестностей. На самом деле это идеализированное состояние, самое близкое, что мы знаем к изолированной системе, - это закрытый термос или кувшин Дьюара. Изолирующие стенки термоса удерживают вещества внутри горячими или холодными, поэтому обмен энергией с внешней средой не устанавливается.
Пример изолированной системы
Кувшины Дьюара производятся для того, чтобы газы или жидкости оставались очень холодными (например, жидкий азот или сухой лед) или очень горячими в течение более длительного времени. Они наиболее близки к изолированной системе в лаборатории. Они характеризуются наличием двойных стенок с вакуумным уплотнением, поэтому нет промежуточного воздуха, который пропускает тепло.
Возможно, вам будет интересно узнать больше о:
- Эндотермическая и экзотермическая реакция
- Кинетическая и потенциальная энергия
- Состояния и свойства материи
