Thermodynamische Systeme werden als offen, geschlossen oder isoliert klassifiziert. Das offenes System Hier können Energie und Materie in das System eindringen oder es verlassen. Das System geschlossen Es ist derjenige, bei dem nur Energie übertragen wird. Das Isoliertes System erlaubt nicht den Eintritt oder Austritt von Energie oder Materie.
In der Thermodynamik, ein System Es ist der Teil oder Teil des Universums, der untersucht wird. Das System besteht typischerweise aus einer bestimmten Menge chemischer Substanz (en) oder Materie innerhalb definierter Grenzen. Alles, was außerhalb der Grenzen des Systems liegt, wird als klassifiziert Umfeld. Ein System kann die Erde oder ein Wasserbehälter auf dem Küchentisch sein..
| Offenes System | System geschlossen | Isoliertes System | |
|---|---|---|---|
| Definition | Thermodynamisches System, in dem Energie und Materie mit der Umgebung ausgetauscht werden. | Thermodynamisches System, bei dem ein Energieaustausch mit der Umgebung stattfindet. | Thermodynamisches System, bei dem kein Energie- oder Materieaustausch mit der Umgebung stattfindet. |
| Energie | Betreten oder verlassen. | Betreten oder verlassen. | Weder betreten noch verlassen. |
| Angelegenheit | Es findet ein Materieaustausch mit der Umgebung statt. | Es findet kein Materieaustausch mit der Umgebung statt. | Es findet kein Materieaustausch mit der Umgebung statt. |
| Beispiele | Die Erde, ein unbedeckter Topf mit kochendem Wasser, die Zelle. | Eine Flasche Wasser im Kühlschrank, | Eine geschlossene Thermoskanne. |
Ein offenes System ist ein thermodynamisches System, bei dem Der Eintritt und Austritt von Materie und Energie erfolgt zu und von der Umgebung. Zum Beispiel ist die Erde ein offenes System, da Strahlungsenergie von der Sonne und Material wie Meteoriten und Gase eintritt und künstliche Satelliten, Gase und Strahlung die Erde verlassen..
Ein offenes System kann auf zwei Arten Energie mit seiner Umgebung austauschen: Arbeit und Wärme. Das Job Es ist gegeben durch die Bewegung eines Objekts, die von einer Kraft ausgeführt wird. Das heiß ist durch die Übertragung von Wärmeenergie gegeben.
Wenn die Erde ein isoliertes System wäre, wäre Leben nicht möglich, da es von der Energie der Sonne und der Materie aus dem Weltraum abhängt.
Um zu leben, benötigen Menschen Keramik und Energie, die wir aus der Nahrung erhalten. Darüber hinaus setzen wir Energie in Form von Wärme und Arbeit sowie Materie wie biologischen Abfällen, Schweiß und Atem frei..
Ein geschlossenes System ist ein thermodynamisches System, bei dem Energieein- und -ausgabe erfolgt zu und von der Umgebung. In diesem Fall variieren die im System enthaltenen Stoffe oder Substanzen nicht in der Menge..
Ein sehr einfaches Beispiel ist, wenn wir einen Topf auf einen Topf setzen, während die Suppe kocht. Durch Erhitzen des Topfes liefern wir Wärmeenergie, während das, was sich im Topf befindet, nicht austreten kann und das Wasser an den Wänden des Topfes kondensiert..
Ein Beispiel für ein geschlossenes System sind mit Glas versiegelte Gärten. Wir können einen Minigarten in einem versiegelten Gefäß anlegen: Autotrophe Pflanzen benötigen nur Strahlungsenergie, um die Photosynthese zu erzeugen. Luft und Wasser in der Flasche treten nicht ein oder aus.
Tatsächlich wurde diese Art von System zum Zeitpunkt der Kolonialisierung häufig auf langen Reisen um die Welt verwendet, um Pflanzen zu transportieren..
Ein isoliertes System ist ein thermodynamisches System, bei dem Es gibt keinen Ein- und / oder Austritt von Materie und Energie zu und von der Umgebung. Dies ist tatsächlich ein idealisierter Zustand. Das, was wir einem isolierten System am nächsten kennen, ist eine geschlossene Thermoskanne oder ein Dewar-Krug. Die isolierenden Wände der Thermoskanne halten die Substanzen im Inneren heiß oder kalt, so dass der Energieaustausch mit der Außenseite nicht hergestellt wird.
Dewar-Krüge werden hergestellt, um Gase oder Flüssigkeiten über einen längeren Zeitraum sehr kalt (z. B. flüssiger Stickstoff oder Trockeneis) oder sehr heiß zu halten. Sie kommen einem isolierten System im Labor am nächsten. Sie zeichnen sich durch eine doppelwandige Vakuumversiegelung aus, sodass keine Zwischenluft für den Wärmefluss vorhanden ist.
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