Termodünaamikas on mitut tüüpi süsteeme: isoleeritud ja isoleerimata. Kohtumine, kus nad kohtuvad, näitab, kui kasulikud nad võivad olla ja kuidas nende eest hoolitseda. Vastasel juhul, kui sellised süsteemid osutuvad inimese tööle kahjulikuks, kuidas neist lahti saada.
Mis see on?
Isoleeritud süsteem on absoluutselt igasugune aatomite ja molekulide (asi, planeet, inimkeha) kuhjumine, mis salvestab kogu aine energia iseenesest. Selline süsteem on välismaailmast täiesti isoleeritud, seda nimetatakse ka suletuks.
Isoleeritud süsteemi olemus on see, et kogu oma soovi korral ei jaga see soojust, ei raiska energiat, see tuleb jõuga ära võtta. Näiteks võite vaadata akvaariumi. Selle sees toimuvad protsessid: kalad surevad, vesi halveneb, kestad hävitatakse. Kuid akvaarium ei puutu kokku väliskeskkonnaga.
Veel üks isoleeritud süsteemi näide on triikraud - see ei kuluta ise energiat, ei jaga aineid. Seda nähtust täheldatakse paagimootorites, päikesesüsteemis - kõiges, mis teistega energiat ei jaga.
Suletud isoleeritud süsteemi ei saa autole omistada - see liigub ise teatud kiirusel! Siia alla ei kuulu ka teekannud, taimed, elusorganismid - nad jagavad aineid välismaailmaga. Elusorganismid eritavad keetmisel ainevahetussaadusi, taimed - hapnikku, veekeetja - auru.
Huvitav fakt: suletud nimetatakse selliseks süsteemiks, kus toodetud jõudude ja töö summa on null, ja isoleerituks - kehad tegutsevad muudest süsteemidest lihtsalt eraldi. Lisaks ei ole isoleeritud süsteem alati suletud, kuid suletud süsteem tuleb tingimata isoleerida.
Liikumistel - lõks
On üks hoiatus: nad ei saa ise liikuda, kuid kui keegi neid liigutab, siis seda reeglit ei rikuta. Niisiis, kui võtate isoleeritud süsteemi ja kukutate selle kõrguselt, siis kukutate selle kogemata maha, langetate langevarjust - see ei oma vahet, see ei lakka isoleerimast. Kui te muidugi ei purusta seda selliste toimingute käigus - sama kõrguselt visatud veepudel vabastab kogu vee - jagage ainet teiste süsteemidega - see tähendab, et süsteemi enam ei suleta.
Püstol ja täpp sobivad selle kirjelduse järgi - see ei tööta ilma päästikul oleva sõrmeta, raske keha ja Maa peal -, ei juhtu midagi, kui te ei suru keha mulda.
Samuti tuleb arvestada kuumusega
Termodünaamika isoleeritud süsteem on makrokeha, mis ei jaga kunagi midagi: energia, mateeria ja kuumus ei lähe süsteemist kaugemale. Näitena - termos. Ta säilitab sellesse valatud tee kraadi, ta ei jaga jooki sunniviisiliselt ilma inimese sekkumiseta (avage ja valage see ise) ning ta ei kuluta energiat kuhugi.
Pealegi püüab isoleeritud süsteem alati termodünaamilisse tasakaalu jõuda ja selle seisundi saavutamiseks on vaja kedagi teist. See tähendab, et kui tuua näide samast termosest, siis pika keskkonnas viibimisega jahtub tee ikkagi. Seetõttu vajame inimest, kes selle uuesti kuuma teega üle ujutaks, ja süsteem on jälle termodünaamiliselt isoleeritud.
Miks seda vaja on?
Isoleeritud süsteemi mõiste hõlmab paljusid mehhanisme, süsteeme ja ökosüsteeme. Inimene peab mõistma, kuidas need on korraldatud, et neid õigesti hooldada. Kui see on akvaarium, siis enne selle sattumist käte ja jalgadega, proovides seda puhastada, peate kõigepealt nägema, kuidas teha kõike, et see ei häiriks. Kui need on mehhanismid või seadmed - kuidas neid kasutada, et siis poleks neid remontida valusalt valus.
Samal ajal, kui me võtame selle ülemaailmselt, on kõrb ka isoleeritud süsteem: selle sees tekivad teatud elulise aktiivsuse mehhanismid, mis ei lähe sellest kaugemale. Metsad, stepid, vulkaanid ja atmosfäär on suhteliselt isoleeritud ökosüsteemid. Inimesed, kes ei mõista, kuidas nad töötavad, ei saa mõnikord ise aru, milliseid probleeme nad tekitavad.
On veel üks “aga”. Isoleeritud süsteemi ei eksisteeri kunagi teistest süsteemidest täiesti eraldi. Kuid see kontseptsioon on olemas. See on mugav arvutuste tegemiseks matemaatikas, termodünaamikas, keemias ja füüsikas. Kogu energia ja aine, mida eraldatud süsteem eraldab, võetakse nulli ja seda kasutatakse hetkel vajalike numbritega.
Me isoleerime mitteisoleeriva!
Isegi avatud süsteem võib isoleeruda, kui see on keskkonna poolt eraldatud. Adiabaatiline süsteem toimib partitsioonina, mis toimib avatud süsteemi kestana, muutes selle suletuks. Seda saab võrrelda fooliumiga, mis ümbritseb eset päikesevalguse eest kaitsmiseks.
Kui vaatame laiemas plaanis, võib Maa atmosfäär olla eeskujuks - see kaitseb planeeti kosmilise mõju eest ja on kest, mis annab meile elu.
Suletud isoleeritud süsteemi jaoks on olemas impulsi säilitamise seadus: suletud süsteemi impulsside summa jääb konstantseks, justkui kehad ei oleks süsteemis üksteisega suhelnud. Ja see on õige: kuigi impulsside tugevus võib aja jooksul, olude ja võimalustega muutuda, jääb nende summa siiski samaks.
