- Typer af termodynamiske systemer
- 15 konkrete eksempler på termodynamiske systemer
- Lukkede systemer
- Åbne systemer
- Isolerede systemer
- Referencer
De termodynamiske systemer er genstand for undersøgelse af termodynamik. Et system kan defineres som en bestemt mængde stof eller et område i rummet, hvor opmærksomheden er fokuseret på analyse af et problem.
På den anden side blev udtrykket termodynamisk opfundet af den britiske fysiker og matematiker Thomson, som kombinerede de græske rødder for varme (Θέρμη: thermo) og magt eller kraft (δύναμις: dynamis).
Termodynamik er den gren af fysik, der er ansvarlig for at studere varme og dens potentiale til at producere energi, og egenskaberne relateret til begge aspekter.
Typer af termodynamiske systemer
I første omgang er nogle af de grundlæggende koncepter relateret til termodynamiske systemer miljø, systemgrænse og univers.
Miljøet er alt, der er eksternt til systemet, og dets grænse er grænsefladen, der adskiller det fra miljøet. Endelig er universet kombinationen af disse to elementer.
Et termodynamisk system kan være en hvilken som helst mængde stof, prøve eller maskine, der adskilles fra dets miljø på en veldefineret måde.
Denne adskillelse kan være reel eller forestillet. Det skal også overvejes, at hverken geometrien eller den kemiske sammensætning eller den fysiske tilstand af termodynamiske systemer er forudbestemt, derfor kan nogen af dem ændre sig.
På den anden side er der tre typer termodynamiske systemer: lukkede, åbne og isolerede. I lukkede systemer kan energi overføres mellem systemet og dets omgivelser, men ikke masse.
Hvis begge kan overføres, er det et åbent system. På den anden side, hvis der ikke er nogen form for interaktion med miljøet, er systemet isoleret.
15 konkrete eksempler på termodynamiske systemer
Lukkede systemer
I tilfælde af lukkede termodynamiske systemer krydser materie ikke systemgrænsen. Energi kan dog krydse det, men i form af varme eller arbejde. Følgende systemer illustrerer denne type:
-Forseglede pneumatiske stempler
-Kølemiddel i et kølesystem
-Calorimeter
-Planeten Jorden (henter energi fra solen, men udveksler praktisk talt ikke stof med det ydre).
-Trykpot (hvis systemet er helt lukket, er der risiko for eksplosion)
Åbne systemer
I denne type system er der en udveksling af energi med miljøet, og der er ingen hindring for massen eller materien til at krydse systemets grænser.
Arbejdet udføres også på eller af systemet. Nogle eksempler på åbne termodynamiske systemer inkluderer:
-Kogende vand i en gryde uden låg (varme og damp, som er sagen, slippe ud i luften)
-Turbines
-Compressors
-Varmevekslere
-Den menneskelige krop
Isolerede systemer
Et isoleret system er et, hvor arbejde ikke udføres i eller af systemet. Hverken fjernes eller tilføjes varme fra systemet.
Materiale flyder heller ikke ind eller ud af det. Meget få termodynamiske systemer er totalt isoleret. Eksempler på dette er:
-Stiv forseglet stålcylinder, der indeholder flydende nitrogen
-En neoprendragt
-Oxygencylindre
-Hele fysiske univers
-En termos (for at holde ting koldt eller varmt)
Referencer
- Wu, C. (2002). Intelligent computerbaseret ingeniørtermodynamik og cyklusanalyse. New York: Nova Publisher.
- Nag, PK (2013). Ingeniørtermodynamik. New Delhi: McGraw-Hill Education.
- Han, F. (2017). Et moderne kursus i universitetsfysik: Optik, termisk fysik, moderne fysik. Singapore: World Scientific Publishing Company.
- Freiesleben Hansen, P. (2009). Videnskaben om byggematerialer. London: Springer Science & Business Media.
- Rauf, BS (2012). Termodynamik lavet enkelt til energimontører. Georgien: The Fermont Press.