12 ПРИКЛАДИ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ СИСТЕМ - НАУКА - 2025

У термодинамічних системах є об'єктом вивчення термодинаміки. Систему можна визначити як певну кількість речовини або область у просторі, де увага зосереджена на аналізі проблеми.

З іншого боку, термін термодинаміка був введений британським фізиком і математиком Томсоном, який поєднав грецькі корені для тепла (Θέρμη: термо) і сили або сили (δύναμις: динаміс).

Термодинаміка - це галузь фізики, яка відповідає за вивчення тепла та його потенціалу виробляти енергію, а також властивості, пов'язані з обома аспектами.

Типи термодинамічних систем

По-перше, деякі основні поняття, пов'язані з термодинамічними системами, - це середовище, межа системи та Всесвіт.

Навколишнє середовище - це все зовнішнє для системи, а його межа - це інтерфейс, який відокремлює її від середовища. Нарешті, Всесвіт - це поєднання цих двох елементів.

Термодинамічна система може бути будь-якою кількістю речовини, зразка або машини, яка відокремлена від свого середовища чітко визначеним чином.

Цей поділ може бути реальним або уявним. Слід також врахувати, що ні геометрія, ні хімічний склад, ні фізичний стан термодинамічних систем не визначені, тому будь-яка з них може змінюватися.

З іншого боку, існує три типи термодинамічних систем: закрита, відкрита та ізольована. У закритих системах енергія може передаватися між системою та її оточенням, але не масовою.

Якщо можна перенести обидва, то це відкрита система. З іншого боку, якщо немає типу взаємодії з навколишнім середовищем, система є ізольованою.

15 конкретних прикладів термодинамічних систем

Закриті системи

У випадках із закритими термодинамічними системами матерія не переходить межу системи. Однак енергія може перетнути її, але у вигляді тепла чи роботи. Наступні системи ілюструють цей тип:

-Передні пневматичні поршні

-Хладильний агент в холодильній системі

-Калориметр

-Планета Земля (вона отримує енергію від Сонця, але практично не обмінюється матерією із зовнішнім).

-Діск з тиском (якщо система повністю закрита, є ризик вибуху)

Відкриті системи

У цьому типі системи відбувається обмін енергією з навколишнім середовищем, і немає перешкод для того, щоб маса чи матерія перейшли межі системи.

Також робота виконується в системі або за її допомогою. Деякі приклади відкритих термодинамічних систем включають:

-Кипіння води в горщику без кришки (тепло і пар, що має значення, втеча в повітря)

-Турбіни

-Компресори

-Теплообмінники

-Людське тіло

Ізольовані системи

Ізольована система - це система, в якій робота не виконується в системі. Тепло не видаляється та не додається в систему.

Також матерія не витікає з неї або виходить з неї. Дуже мало термодинамічних систем повністю ізольовано. Прикладами цього є:

-Твердий герметичний сталевий циліндр, що містить рідкий азот

-Костюм з неопрену

-Циліндрові балони

-Увесь фізичний всесвіт

-Термос (щоб зберігати речі холодними чи гарячими)

Список літератури

1. Ву, С. (2002). Інтелектуальна комп'ютерна інженерна термодинаміка та аналіз циклу. Нью-Йорк: Видавництва Nova.
2. Наг, ПК (2013). Інженерна термодинаміка. Нью-Делі: Освіта McGraw-Hill.
3. Хань, Ф. (2017). Сучасний курс з університетської фізики: оптика, теплова фізика, сучасна фізика. Сінгапур: Всесвітня наукова видавнича компанія.
4. Freiesleben Hansen, P. (2009). Наука будівельних матеріалів. Лондон: Springer Science & Business Media.
5. Рауф, BS (2012). Термодинаміка спрощена для енергетиків. Джорджія: Fermont Press.