Εξηγούμε ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός ανοιχτού, κλειστού και απομονωμένου συστήματος, τη σχέση του καθενός με το περιβάλλον και τα χαρακτηριστικά του.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός ανοιχτού, κλειστού και απομονωμένου συστήματος;
Για να κατανοήσετε τη διαφορά μεταξύ α ανοικτό σύστημα, ένα σύστημα κλειστό και ένα μεμονωμένο σύστημα, πρέπει πρώτα να καταλάβουμε τι εννοούμε με τον όρο "Σύστημα". Όπως ορίζει το λεξικό, ένα σύστημα είναι ένα σύνολο αλληλένδετων και διατεταγμένων πραγμάτων που συμβάλλουν σε ένα τέλος.
Δηλαδή, ότι ένα σύστημα είναι ένα οργανωμένο σύνολο, μια έννοια που εφαρμόζεται τόσο σε ορισμένα σύνολα οργάνων του σώματος, ή στο σύνολο ενός φυσικού οικοσυστήματος, όσο και σε διαφορετικά φαινόμενα και θερμοκρασίες αέρα στην ατμόσφαιρα. Οποιοδήποτε τμήμα του σύμπαντος αποφασίσουμε να μελετήσουμε από μόνο του, αγνοώντας τα υπόλοιπα και εστιάζοντας στις εσωτερικές του σχέσεις, είναι ένα σύστημα.
Αυτή η έννοια είναι εξαιρετικά χρήσιμη στη φυσική, αφού με μια ματιά συστήματος μπορούμε να αναγνωρίσουμε τα ενεργειακά και υλικά φαινόμενα που συμβαίνουν γύρω μας.
Έτσι, είναι σύνηθες να μιλάμε για φυσικά συστήματα, όπως συστήματα θερμοδυναμικός, στο οποίο υπάρχει ροή του ύλη Υ Ενέργεια εσωτερικής, η οποία μπορεί να συνδέεται λίγο πολύ με το περιβάλλον. Δηλαδή, ένα σύστημα μπορεί να είναι πιο ανοιχτό ή πιο κλειστό, ανάλογα με το πόσο πληροφορίες μπαίνεις και βγαίνεις από αυτό. Οι πληροφορίες που κυκλοφορούν μπορεί να είναι για παράδειγμα ύλη ή/και ενέργεια.
Έτσι, έχουμε τρεις κύριους τύπους φυσικών συστημάτων: ανοιχτό, κλειστό και απομονωμένο.
- Ανοιχτά συστήματα. Είναι αυτοί που ανταλλάσσουν ελεύθερα ύλη και ενέργεια με το εξωτερικό. Για παράδειγμα, το ίδιο το σώμα μας είναι συστήματα σε συνεχή ανταλλαγή με το περιβάλλον: το οξυγόνο και η τροφή εισέρχονται σε αυτά και οι άχρηστες ουσίες αποβάλλονται, όπως π.χ. CO2 ή αμμωνία στα ούρα. Επιπλέον, χάνουμε συνεχώς θερμότητα όταν το περιβάλλον είναι πιο κρύο, και χάνουμε υγρασία (υδρατμός) με κάθε ανάσα που παίρνουμε.
- Κλειστά συστήματα. Είναι αυτά που ανταλλάσσουν ελεύθερα ενέργεια (αλλά όχι ύλη) με το περιβάλλον τους. Αυτή η ενέργεια μπορεί να έχει τη μορφή θερμότητα, φως ή δουλειά. Για παράδειγμα, ένας λαμπτήρας είναι ένα κλειστό σύστημα στο οποίο δεν εισέρχεται ούτε φεύγει ούτε ένα σωματίδιο ύλης, αλλά εισέρχεται ηλεκτρική ενέργεια και εξάγεται ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΦΩΤΟΣ Σε αντάλλαγμα.
- Απομονωμένα συστήματα. Είναι εκείνα που δεν ανταλλάσσουν ύλη ή ενέργεια με το περιβάλλον, είτε επειδή βρίσκονται πολύ μακριά από οποιοδήποτε άλλο σύστημα είτε επειδή έχουν φραγμούς που μειώνουν (ή, ιδανικά, εμποδίζουν) τη διέλευση μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού. Για παράδειγμα, ένα θερμός για ζεστό νερό έχει σχεδιαστεί για να καθυστερεί όσο το δυνατόν περισσότερο (αποτρέπεται εντελώς) την ψύξη των υγρών στο εσωτερικό, ελαχιστοποιώντας έτσι την απώλεια θερμότητας από την ουσία.
Πρέπει να επιμείνουμε ότι με την αυστηρή έννοια δεν υπάρχει κανένα απολύτως απομονωμένο σύστημα στο σύμπαν. Όλα τα συστήματα ανταλλάσσουν πληροφορίες σε κάποιο βαθμό με το περιβάλλον τους, αν και σε ορισμένες περιπτώσεις σε αμελητέες ποσότητες ή απλά με τέτοιο τρόπο που μπορεί να αγνοηθεί για τη μελέτη του ίδιου του συστήματος.