V termodynamike existuje niekoľko typov systémov: izolované a neizolované. Keď sa stretnú, ukazuje, aké užitočné môžu byť a ako sa o ne starať. V opačnom prípade, ak sa ukáže, že tieto systémy sú škodlivé pre ľudskú prácu, ako sa ich zbaviť.
Čo je to?
Izolovaný systém je absolútne akákoľvek akumulácia atómov a molekúl (vec, planéta, ľudské telo), ktorá ukladá energiu všetkej hmoty ako takej. Takýto systém je úplne izolovaný od vonkajšieho sveta, nazýva sa tiež uzavretý.
Podstatou izolovaného systému je, že so všetkou túžbou nebude zdieľať teplo, nebude plytvať energiou, bude sa z neho musieť násilne odobrať. Napríklad sa môžete pozrieť na akvárium. Vo vnútri prebiehajú procesy: ryby umierajú, voda sa zhoršuje, škrupiny sa ničia. Akvárium sa však nedotýka vonkajšieho prostredia.
Ďalším príkladom izolovaného systému je železo - nebude utrácať energiu samotnú, nebude zdieľať látky. Tento jav sa pozoruje v nádržových motoroch, v slnečnej sústave - vo všetkom, čo nezdieľa energiu s ostatnými.
Uzatvorenému izolovanému systému nie je možné auto pripísať - pohybuje sa istou rýchlosťou! Nezahŕňajú ani čajníky, rastliny, živé organizmy - zdieľajú látky s okolitým svetom. Živé organizmy vylučujú metabolické produkty, rastliny - kyslík, kanvicu - paru pri varení.
Zaujímavý fakt: uzavretý sa nazýva taký systém, kde súčet vyprodukovaných síl a práce je nulový a izolovaný - kde subjekty jednoducho konajú oddelene od ostatných systémov. Okrem toho nie je izolovaný systém vždy uzavretý, ale nevyhnutne bude izolovaný uzavretý systém.
V pohybe - pasca
Je tu jedna výzva: nemôžu sa pohybovať samy, ale ak ich niekto posunie, pravidlo nie je porušené. Takže, ak vezmete izolovaný systém a spadnete z výšky, omylom ho spadnete, spadnete z padáku - nezáleží na tom, neprestane byť izolovaný. Pokiaľ to samozrejme nebudete rozdeľovať - tá istá fľaša na vodu vyhodená z výšky uvoľní všetku vodu - bude zdieľať látku s inými systémami - to znamená, že systém sa už nebude uzatvárať.
Tento opis sa zhoduje s pištoľou a guľkou - nefunguje bez prsta na spúšti, ťažkého tela a Zeme - nič sa nestane, ak telo nevtlačíte do pôdy.
Do úvahy sa musí vziať aj teplo
Izolovaný termodynamický systém je makrobod, ktorý nikdy nezdieľa nič: energia, hmota a teplo nejdú ďalej ako systém. Ako príklad - termosku. Zachováva stupeň nalievania čaju, nebude nútene zdieľať nápoj bez ľudského zásahu (otvorený a naliať ho) a nikde neinvestuje energiu.
Navyše sa izolovaný systém vždy snaží prísť do termodynamickej rovnováhy a na to, aby sa dostal z tohto stavu, je potrebný niekto iný. To znamená, že ak uvediete príklad rovnakých termosky, potom pri dlhom pobyte v prostredí bude čaj stále chladnúť. Preto potrebujeme osobu, ktorá ho znova zaplaví horúcim čajom a systém bude opäť termodynamicky izolovaný.
Prečo je to potrebné?
Koncept izolovaného systému pokrýva mnoho mechanizmov, systémov a ekosystémov. Osoba musí pochopiť, ako sú usporiadané, aby sa o nich mohla riadne starať. Ak je to akvárium, potom predtým, ako sa do neho dostanete s rukami a nohami a pokúsite sa ho vyčistiť, musíte sa najskôr presvedčiť, ako urobiť všetko, aby ste ho nerušili. Pokiaľ ide o mechanizmy alebo vybavenie - ako ich používať, aby ich opravy neboli bolestivé.
Zároveň, ak ju vezmeme v globálnom meradle, púšť je tiež izolovaným systémom: vnútri nej sa vyskytujú určité mechanizmy životnej činnosti, ktoré ju nepresahujú. Lesy, stepi, sopky a atmosféra slúžia ako relatívne izolované ekosystémy. Ľudia, nechápem, ako pracujú, si niekedy sami neuvedomujú, v akom rozsahu problémov spôsobujú.
Existuje ešte jedno „ale“. Izolovaný systém nikdy nebude existovať úplne oddelene od iných systémov. Tento koncept však existuje. Je vhodný na vykonávanie výpočtov v matematike, termodynamike, chémii a fyzike. Všetka energia a látka, ktorú izolovaný systém emituje, sa berie na nulu a pracuje sa s číslami, ktoré sú v súčasnosti potrebné.
Izolujeme neizolačné!
Dokonca aj otvorený systém sa môže izolovať, ak je oplotený niečím z prostredia. Adiabatický systém funguje ako oddiel, ktorý slúži ako schránka pre otvorený systém a spôsobuje jeho uzavretie. Môže byť porovnaná s fóliou, ktorá obaľuje predmet v snahe chrániť ho pred slnečným žiarením.
Ak sa pozrieme v širšom zmysle, potom atmosféra pre Zem môže slúžiť ako príklad - chráni planétu pred kozmickým vplyvom a slúži ako škrupina, ktorá nám dáva život.
Existuje zákon zachovania hybnosti uzavretého izolovaného systému: Súčet impulzov v uzavretom systéme zostáva konštantný, akoby telá vo vnútri systému navzájom neinteragovali. A to je správne: hoci sila impulzov sa môže meniť s časom, okolnosťami, príležitosťami, ich suma bude stále konštantná.
