Delen:
12 Voorbeelden van thermodynamische systemen
de thermodynamische systemen ze zijn het object van studie van de thermodynamica. Een systeem kan worden gedefinieerd als een bepaalde hoeveelheid materie, of een regio in de ruimte waar de aandacht is gericht op de analyse van een probleem.
Bovendien werd de term thermodynamica bedacht door de Britse wiskundige en natuurkundige Thomson, die de Griekse wortels voor warmte (Θέρμη: thermo) gecombineerd en macht of kracht (δύναμις: Dynamis).
Thermodynamica is de tak van de natuurkunde die verantwoordelijk is voor het bestuderen van warmte en zijn potentieel om energie te produceren, en eigenschappen die verband houden met beide aspecten.
Typen thermodynamische systemen
In eerste instantie zijn enkele van de basisbegrippen die te maken hebben met thermodynamische systemen, omgeving, systeemgrens en universum.
De omgeving is alles wat extern is van het systeem en de limiet is de interface die het scheidt van de omgeving. Uiteindelijk is het universum de combinatie van deze twee elementen.
Een thermodynamisch systeem kan elke hoeveelheid substantie, monster of machine zijn die zich op een goed gedefinieerde manier van zijn omgeving scheidt.
Deze scheiding kan echt of ingebeeld zijn. Er moet ook rekening mee worden gehouden dat noch de geometrie, noch de chemische samenstelling, noch de fysische toestand van de thermodynamische systemen vooraf zijn bepaald, daarom kan elk daarvan veranderen.
Aan de andere kant zijn er drie soorten thermodynamische systemen: gesloten, open en geïsoleerd. In gesloten systemen kan energie worden overgedragen tussen het systeem en zijn omgeving, maar niet de massa.
Als beide kunnen worden overgedragen, is het een open systeem. Aan de andere kant, als er geen interactie is met de omgeving, is het systeem geïsoleerd.
15 concrete voorbeelden van thermodynamische systemen
Gesloten systemen
In gevallen van gesloten thermodynamische systemen overschrijdt materie de systeemgrens niet. De energie kan er echter doorheen, maar in de vorm van warmte of werk. De volgende systemen illustreren dit type:
-Afgedichte pneumatische zuigers
-Koelmiddel in een koelsysteem
-calorimeter
-Planeet Aarde (verkrijgt energie van de zon, maar ruilt praktisch niet met de buitenkant in).
-Snelkookpan (als het systeem volledig gesloten is, bestaat er explosiegevaar)
Open systemen
In dit soort systemen is er een uitwisseling van energie met de omgeving, en er is geen belemmering voor de massa of materie om de limieten van het systeem te overschrijden.
Bovendien wordt het werk in of door het systeem gedaan. Enkele voorbeelden van open thermodynamische systemen zijn:
-Kokend water in een pot zonder deksel (warmte en stoom, wat materie is, ontsnappen in de lucht)
-turbines
-compressoren
-Warmtewisselaars
-Het menselijk lichaam
Geïsoleerde systemen
Een geïsoleerd systeem is een systeem waarbij in of door het systeem niet wordt gewerkt. Ook wordt er geen warmte verwijderd of toegevoegd aan het systeem.
Ook stroomt materie er niet in of uit. Zeer weinig thermodynamische systemen zijn volledig geïsoleerd. Voorbeelden hiervan zijn:
-Stijve afgedichte stalen cilinder met vloeibare stikstof
-Een pak van neopreen
-Zuurstofflessen
-Het hele fysieke universum
-Een thermoskan (om dingen koud of warm te houden)
referenties
- Wu, C. (2002). Intelligent Computer Based Engineering Thermodynamica en cyclusanalyse. New York: Nova Publishers.
- Nag, P. K. (2013). Engineering Thermodynamics. New Delhi: McGraw-Hill Education.
- Han, F. (2017). Een moderne cursus in de fysica van de universiteit: optica, thermische fysica, moderne fysica. Singapore: World Scientific Publishing Company.
- Freiesleben Hansen, P. (2009). De wetenschap van bouwmaterialen. Londen: Springer Science & Business Media.
- Rauf, B. S. (2012). Thermodynamica eenvoudig gemaakt voor energie-ingenieurs. Georgië: de Fermont-pers.