12 Beispiele für thermodynamische Systeme

Die thermodynamische Systeme sie sind Gegenstand der Untersuchung der Thermodynamik. Ein System kann definiert werden als eine bestimmte Menge Materie oder eine Region in dem Raum, in dem die Aufmerksamkeit auf die Analyse eines Problems gerichtet ist.

Auf der anderen Seite wurde der thermodynamische Begriff von dem britischen Physiker und Mathematiker Thomson geprägt, der die griechischen Wurzeln für Wärme (Θέρμη: thermo) und Macht oder Kraft (δύναμις: dynamis) kombinierte.

Die Thermodynamik ist der Zweig der Physik, der für die Untersuchung der Wärme und ihres Potentials, Energie zu erzeugen, und der Eigenschaften, die mit beiden Aspekten zusammenhängen, verantwortlich ist.

Arten von thermodynamischen Systemen

In der ersten Instanz sind einige der grundlegenden Konzepte in Bezug auf thermodynamische Systeme Umwelt, Systemgrenze und Universum.

Die Umgebung ist alles außerhalb des Systems und ihre Grenze ist die Schnittstelle, die sie von der Umgebung trennt. Schließlich ist das Universum die Kombination dieser beiden Elemente.

Ein thermodynamisches System kann eine beliebige Menge an Substanz, Probe oder Maschine sein, die in definierter Weise von ihrer Umgebung getrennt ist.

Diese Trennung kann real oder imaginär sein. Es sollte auch berücksichtigt werden, dass weder die Geometrie, noch die chemische Zusammensetzung noch der physikalische Zustand der thermodynamischen Systeme vorbestimmt sind, daher kann sich jedes von ihnen ändern.

Auf der anderen Seite gibt es drei Arten von thermodynamischen Systemen: geschlossen, offen und isoliert. In geschlossenen Systemen kann Energie zwischen dem System und seiner Umgebung übertragen werden, nicht aber die Masse.

Wenn beide übertragen werden können, ist es ein offenes System. Auf der anderen Seite, wenn keine Interaktion mit der Umgebung stattfindet, ist das System isoliert.

15 konkrete Beispiele thermodynamischer Systeme

Geschlossene Systeme

Bei geschlossenen thermodynamischen Systemen überschreitet Materie die Systemgrenze nicht. Jedoch kann die Energie es überqueren, aber in Form von Wärme oder Arbeit. Die folgenden Systeme veranschaulichen diesen Typ:

-Pneumatisch abgedichtete Kolben

-Kältemittel in einem Kühlsystem

-Calorimeter

-Der Planet Erde (erhält Energie von der Sonne, aber tauscht praktisch keine Materie mit der Außenseite).

-Druckfeder (wenn das System vollständig geschlossen ist, besteht Explosionsgefahr)

Offene Systeme

In dieser Art von Systemen gibt es einen Energieaustausch mit der Umgebung und es gibt keine Hindernisse für die Masse oder Materie, die die Grenzen des Systems überschreiten.

Außerdem wird die Arbeit in oder durch das System ausgeführt. Einige Beispiele für offene thermodynamische Systeme umfassen:

-Wasserkochen in einem Topf ohne Deckel (Wärme und Dampf, die Materie ist, in die Luft entweichen)

-Turbinas

-Kompressoren

-Wechselerhitzer

-Der menschliche Körper

Isolierte Systeme

Ein isoliertes System ist ein System, in dem nicht im oder vom System gearbeitet wird. Es wird auch keine Wärme aus dem System extrahiert oder hinzugefügt.

Außerdem fließt Materie nicht hinein oder heraus. Sehr wenige thermodynamische Systeme sind vollständig isoliert. Beispiele hierfür sind:

Siegelbarer Stahlzylinder mit flüssigem Stickstoff

Ein Neoprenanzug

- Sauerstoffbomben

-Alle physikalischen Universum

-A Thermo (um die Dinge kalt oder heiß zu halten)

Referenzen

1. Wu, C. (2002). Intelligente computergestützte technische Thermodynamik und Zyklusanalyse. New York: Neuer Verleger.
2. Nag, P.K. (2013). Technische Thermodynamik. Neu-Delhi: McGraw-Hill-Ausbildung.
3. Han, F. (2017). Ein moderner Kurs in der Universität Physik: Optik, Thermophysik, moderne Physik. Singapur: World Scientific Publishing Company.
4. Freiesleben Hansen, P. (2009). Die Wissenschaft der Baumaterialien. London: Springer Science & Business Medien.
5. Rauf, B.S. (2012). Thermodynamik für Energietechniker leicht gemacht. Georgia: Die Fermont-Presse.