Τι είναι ένα απομονωμένο σύστημα;
* Χωρίς μεταφορά θερμότητας: Το σύστημα δεν κερδίζει ή χάνει θερμότητα από το περιβάλλον του.
* Δεν έγινε εργασία: Το σύστημα δεν εκτελεί εργασίες στο περιβάλλον του, ούτε το περιβάλλον εκτελεί εργασίες σε αυτό.
* Χωρίς μεταφορά μάζας: Ανεξάρτητα από την είσοδο ή αφήνει το σύστημα.
Παράδειγμα:
Μια τέλεια μονωμένη φιάλη θερμοστοιχείων που περιέχει ένα ζεστό υγρό είναι μια καλή προσέγγιση ενός απομονωμένου συστήματος. Η φιάλη εμποδίζει την ανταλλαγή θερμότητας και το σφραγισμένο καπάκι εμποδίζει τη μεταφορά της ύλης. Ωστόσο, δεν είναι ένα αληθινό απομονωμένο σύστημα επειδή η ίδια η φιάλη μπορεί να απορροφήσει κάποια θερμότητα και το υγρό μέσα μπορεί να επεκταθεί ελαφρώς, αντιπροσωπεύοντας μια μικρή εργασία που γίνεται.
Χαρακτηριστικά ενός απομονωμένου συστήματος:
* σταθερή εσωτερική ενέργεια: Δεδομένου ότι καμία ενέργεια εισέρχεται ή φύγει, η συνολική εσωτερική ενέργεια του συστήματος παραμένει σταθερή.
* Η εντροπία αυξάνεται πάντα: Σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, η εντροπία, ένα μέτρο διαταραχής, μπορεί να αυξηθεί ή να παραμείνει σταθερή σε ένα απομονωμένο σύστημα.
* δύσκολο να επιτευχθεί στην πραγματικότητα: Πραγματικά απομονωμένα συστήματα είναι δύσκολο να δημιουργηθούν στον πραγματικό κόσμο λόγω των αναπόφευκτων αλληλεπιδράσεων με το περιβάλλον.
Εφαρμογές:
Η έννοια ενός απομονωμένου συστήματος είναι σημαντική για την κατανόηση:
* Θερμοδυναμική: Βοηθά στην εξήγηση των θεμελιωδών αρχών όπως ο πρώτος και ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής.
* Κοσμολογία: Ολόκληρο το σύμπαν μπορεί να θεωρηθεί ως απομονωμένο σύστημα, αν και είναι μια πολύπλοκη ιδέα με συνεχιζόμενη έρευνα.
* Θεωρητικά μοντέλα: Τα απομονωμένα συστήματα χρησιμοποιούνται συχνά στα θεωρητικά μοντέλα για την απλοποίηση των υπολογισμών και την εστίαση σε συγκεκριμένες πτυχές ενός συστήματος.
Key Takeaway: Ενώ ένα τέλειο απομονωμένο σύστημα είναι ένα θεωρητικό κατασκεύασμα, η ιδέα μας βοηθά να κατανοήσουμε τις θεμελιώδεις αρχές της ανταλλαγής ενέργειας και ύλης στο σύμπαν.
