• Τι είναι ένα απομονωμένο σύστημα;
• Χαρακτηριστικά ενός απομονωμένου συστήματος
• Παραδείγματα μεμονωμένων συστημάτων
• Ανοιχτά συστήματα
• Κλειστά συστήματα

Εξηγούμε τι είναι ένα απομονωμένο σύστημα, τα χαρακτηριστικά του και διάφορα παραδείγματα. Επίσης, τι είναι τα ανοιχτά και τα κλειστά συστήματα.

Ένα θερμός είναι ένα απομονωμένο σύστημα, τουλάχιστον για κάποιο χρονικό διάστημα.

Τι είναι ένα απομονωμένο σύστημα;

Σε φυσικός θερμοδυναμική, ένα απομονωμένο σύστημα εννοείται ότι είναι αυτά συστήματα στο οποίο δεν υπάρχει ανταλλαγή ή ύλη ούτε του Ενέργεια με το περιβάλλον, λόγω της δράσης κάποιου τύπου φραγμών που επιτρέπουν τη διατήρηση των πόρων του συστήματος, ενώ εμποδίζουν την είσοδο πόρων από το εξωτερικό.

Σε αυτό διακρίνονται από τα κλειστά συστήματα, τα οποία στον ίδιο τομέα της φυσικής είναι ικανά να ανταλλάσσουν ενέργεια με περιβάλλον (αλλά όχι ύλη), και ακόμη περισσότερο των ανοιχτών συστημάτων, στα οποία η ανταλλαγή και των δύο πραγμάτων γίνεται ελεύθερα.

Σύμφωνα με Γενική θεωρία συστημάτων που εμφανίστηκε στα μέσα του εικοστού αιώνα, ένα σύστημα είναι ένα τμήμα του σύμπαντος που, για μελέτη, θεωρείται ξεχωριστό και οριοθετημένο από το περιβάλλον του. Αυτή η προοπτική χρησιμοποιείται και στα δύο φυσικές επιστήμες Όπως σε κοινωνικές επιστήμες.

Ωστόσο, είναι κυρίως στη σφαίρα της φυσικής που χρησιμοποιείται ο όρος απομονωμένο σύστημα. Η λειτουργία του, σε αυτή την περιοχή, καθορίζεται από τους Νόμους Διατήρησης, σύμφωνα με τους οποίους ορισμένα μεγέθη παραμένουν σταθερά σε ένα απομονωμένο σύστημα, τουλάχιστον για κάποιο χρονικό διάστημα. Αυτό ισχύει και για τα δύο μάζα, Ενέργεια, ηλεκτρικό φορτίο, γωνιακή ορμή και γραμμική ορμή.

Χαρακτηριστικά ενός απομονωμένου συστήματος

Τα απομονωμένα συστήματα χαρακτηρίζονται από τα ακόλουθα:

• Έχουν κάποιου είδους εμπόδια, γνωστά ως μονωτές, τα οποία περιορίζουν σημαντικά και διαβόητα την ανταλλαγή μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού.
• Όσο παραμένουν απομονωμένοι, οι πόροι και οι περιουσίες τους παραμένουν σταθερές και σταθερές, δηλαδή αμετάβλητες: τίποτα δεν βγαίνει και δεν μπαίνει τίποτα, ή τουλάχιστον όχι σε σημαντικές αναλογίες.
• Δεν υπάρχει ούτε ολική μόνωση ούτε τέλειοι μονωτές: όλα έχουν κάποιο περιθώριο απώλειας ή διαρροής, αλλά σε πολλές περιπτώσεις αυτό το περιθώριο είναι συνήθως αμελητέο ή ασήμαντο κατά τη μελέτη του συστήματος.
• Σε πολλές περιπτώσεις, η μόνωση που παράγεται στο σύστημα είναι προσωρινή και δεδομένης της επαρκής ποσότητας καιρός, επισημαίνεται το περιθώριο απώλειας ή ανακρίβειάς σας.

Παραδείγματα μεμονωμένων συστημάτων

Αν και ένα καλώδιο χρησιμοποιείται για την ανταλλαγή ενέργειας, πριν συνδεθεί είναι ένα απομονωμένο σύστημα.

Πιθανά παραδείγματα απομονωμένου συστήματος είναι τα ακόλουθα:

• Ένα θερμικό δοχείο που διατηρεί το θερμοκρασία απο ουσίες, όπως μια κάβα παραλίας ή ένα θερμός για ζεστό καφέ.
• Χειμερινά ρούχα που μας απομονώνουν από τον κρύο αέρα και επομένως μας εμποδίζουν να χάσουμε τη θερμότητα του σώματος με αισθητό ρυθμό.
• Τα καλώδια ηλεκτρικής αγωγιμότητας που καλύπτονται με υλικό μονωτικός (καουτσούκ ή πλαστικό) για να ελαχιστοποιήσουμε την απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη μεταφορά στα σπίτια μας (και, επίσης, ότι κάποιος περαστικός πάθει ηλεκτροπληξία).
• Οι λαστιχένιες μπότες που χρησιμοποιούμε για να περπατήσουμε σε πλημμυρισμένο έδαφος, ή στο χιόνι, που εμποδίζουν την είσοδο νερού στα πόδια μας.

Ανοιχτά συστήματα

Ανοικτά συστήματα είναι αυτά που ανταλλάσσουν ελεύθερα πληροφορίες, ύλη ή/και ενέργεια με το περιβάλλον, χωρίς να υπάρχουν όρια ή φραγμοί που περιορίζουν σημαντικά τη διέλευση μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού. Είναι, λοιπόν, συστήματα άπειρων αλλά εξωτερικών πόρων, που βρίσκονται σε συνεχή σύνδεση με το περιβάλλον.

Κλειστά συστήματα

Τα κλειστά συστήματα είναι εκείνα στα οποία δεν υπάρχει ανταλλαγή ύλης μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού. Επομένως, έχουν περιορισμένους αλλά δικούς τους πόρους. Ωστόσο, μπορεί ή όχι να ανταλλάσσει ενέργεια με το περιβάλλον. Στην πράξη, τα κλειστά συστήματα είναι πολύ πιο συχνά από τα μεμονωμένα συστήματα.