- Vrste termodinamičkih sustava
- 15 konkretnih primjera termodinamičkih sustava
- Zatvoreni sustavi
- Otvoreni sustavi
- Izolirani sustavi
- Reference
U termodinamički sustavi su predmet istraživanja termodinamike. Sustav se može definirati kao određena količina materije ili područje u prostoru gdje se pažnja usredotočuje na analizu problema.
S druge strane, pojam termodinamika skovao je britanski fizičar i matematičar Thomson, koji je grčke korijene kombinirao za toplinu (Θέρμη: termo) i snagu ili silu (δύναμις: dynamis).
Termodinamika je grana fizike koja je odgovorna za proučavanje topline i njezina potencijala za proizvodnju energije, te svojstava koja se odnose na oba aspekta.
Vrste termodinamičkih sustava
U prvom redu, neki od osnovnih pojmova koji se odnose na termodinamičke sustave su okoliš, granica sustava i svemir.
Okolina je sve što je izvan sustava, a ograničenje mu je sučelje koje ga odvaja od okoline. Napokon, svemir je kombinacija ova dva elementa.
Termodinamički sustav može biti bilo koja količina tvari, uzorka ili stroja koja je odvojena od svoje okoline na dobro definiran način.
To odvajanje može biti stvarno ili zamišljeno. Također treba uzeti u obzir da ni geometrija, ni kemijski sastav, ni fizičko stanje termodinamičkih sustava nisu unaprijed određeni, pa se bilo koji od njih može promijeniti.
S druge strane, postoje tri vrste termodinamičkih sustava: zatvoreni, otvoreni i izolirani. U zatvorenim sustavima može se prenositi energija između sustava i njegove okoline, ali ne i masa.
Ako se mogu prenijeti oba, to je otvoreni sustav. S druge strane, ako ne postoji vrsta interakcije s okolinom, sustav je izoliran.
15 konkretnih primjera termodinamičkih sustava
Zatvoreni sustavi
U slučajevima zatvorenih termodinamičkih sustava, materija ne prelazi granicu sustava. Međutim, energija ga može preći, ali u obliku topline ili rada. Sljedeći sustavi ilustriraju ovu vrstu:
-Postali pneumatski klipovi
-Hladnjak u rashladnom sustavu
-Kalorimetar
- planeta Zemlja (dobiva energiju od Sunca, ali praktički ne razmjenjuje materiju s vanjskom).
- Potisni lonac (ako je sustav potpuno zatvoren, postoji opasnost od eksplozije)
Otvoreni sustavi
U ovoj vrsti sustava postoji razmjena energije s okolinom i ne postoji prepreka da masa ili materija pređu granice sustava.
Također, posao se vrši na ili u sustavu. Neki primjeri otvorenih termodinamičkih sustava uključuju:
-Kisla voda u loncu bez poklopca (toplina i para, što je materija, bježe u zrak)
-Turbines
-Compressors
-Izmjenjivači topline
-Ljudsko tijelo
Izolirani sustavi
Izolirani sustav je onaj u kojem se posao ne obavlja u sustavu. Niti se toplota uklanja niti dodaje u sustav.
Također, materija ne istječe u nju ili iz nje. Vrlo je malo termodinamičkih sustava potpuno izolirano. Primjeri za to su:
-Čvrsti čelični cilindar sa tekućim dušikom
- Odijelo od neoprena
-Kisni cilindri
-Citav fizički svemir
-A termos (da stvari budu hladne ili tople)
Reference
- Wu, C. (2002). Inteligentna inženjerska termodinamika i analiza ciklusa. New York: Nova izdavača.
- Nag, PK (2013). Tehnička termodinamika. New Delhi: McGraw-Hill obrazovanje.
- Han, F. (2017). Moderni kurs iz sveučilišne fizike: optika, toplinska fizika, moderna fizika. Singapur: Svjetska znanstvena izdavačka kuća.
- Freiesleben Hansen, P. (2009). Znanost o građevinskim materijalima. London: Springer Science & Business Media.
- Rauf, BS (2012). Termodinamika pojednostavljena za energetske inženjere. Gruzija: Fermont Press.