نفسر ما هو النظام المعزول وخصائصه وأمثلة مختلفة. أيضا ، ما هي الأنظمة المفتوحة والمغلقة.
ما هو النظام المعزول؟
في جسدي - بدني الديناميكا الحرارية، من المفهوم أن يكون النظام المعزول هؤلاء أنظمة حيث لا يوجد تبادل أو موضوع ولا من طاقة مع البيئة ، بسبب عمل بعض أنواع الحواجز التي تسمح بالحفاظ على موارد النظام ، مع منع دخول الموارد من الخارج.
في هذا يتم تمييزها عن الأنظمة المغلقة ، والتي في نفس مجال الفيزياء قادرة على تبادل الطاقة مع بيئة (ولكن لا يهم) ، بل وأكثر من ذلك الأنظمة المفتوحة ، حيث يتم تبادل كلا الشيئين بحرية.
وفق نظرية النظم العامة ظهر النظام في منتصف القرن العشرين ، وهو جزء من الكون يعتبر ، للدراسة ، منفصلًا ومحددًا عن بيئته. يستخدم هذا المنظور في كليهما علوم طبيعية كما هو الحال في علوم اجتماعية.
ومع ذلك ، يتم استخدام مصطلح النظام المعزول في الغالب في عالم الفيزياء. يتم تحديد عملها ، في هذا المجال ، من خلال قوانين الحفظ ، والتي بموجبها تظل بعض المقادير ثابتة داخل نظام منعزل ، على الأقل لبعض الوقت. هذا ينطبق على كليهما الجماعية، طاقة، الشحنة الكهربائيةوالزخم الزاوي والزخم الخطي.
خصائص النظام المعزول
تتميز الأنظمة المعزولة بما يلي:
- لديهم حواجز من نوع ما ، تُعرف باسم العوازل ، والتي تحد بشكل كبير ومعروف من التبادل بين الداخل والخارج.
- طالما بقيت معزولة ، تظل مواردها وخصائصها ثابتة ومستقرة ، أي ثابتة: لا شيء يخرج ولا يأتي شيء ، أو على الأقل ليس بنسب كبيرة.
- لا يوجد عزل كامل ولا عوازل مثالية: فجميعهم لديهم هامش من الضياع أو التسرب ، ولكن في كثير من الحالات يكون هذا الهامش ضئيلًا أو غير مهم أثناء دراسة النظام.
- في كثير من الحالات ، يكون العزل الناتج في النظام مؤقتًا ، ونظرًا للكمية الكافية من طقس، يتم تمييز هامش الخسارة أو عدم الدقة.
أمثلة على الأنظمة المعزولة
الأمثلة المحتملة لنظام معزول هي التالية:
- وعاء حراري يحافظ على درجة الحرارة التابع مواد، مثل كافا الشاطئ أو الترمس للقهوة الساخنة.
- الملابس الشتوية التي تعزلنا عن الهواء البارد وبالتالي تمنعنا من فقدان حرارة الجسم بمعدل ملحوظ.
- كابلات التوصيل الكهربائي المغطاة بالمواد عازلة (مطاط أو بلاستيك) لتقليل فقد الطاقة الكهربائية أثناء النقل إلى منازلنا (وأيضًا أن بعض المارة يتعرضون للصعق بالكهرباء).
- الأحذية المطاطية التي نستخدمها للسير في التضاريس المغمورة ، أو في الثلج ، والتي تمنع دخول الماء إلى أقدامنا.
أنظمة مفتوحة
الأنظمة المفتوحة هي تلك التي تتبادل المعلومات والمواد و / أو الطاقة بحرية مع البيئة ، دون وجود حدود أو حواجز تقيد بشكل كبير العبور بين الداخل والخارج. وبالتالي ، فهي أنظمة ذات موارد غير محدودة ولكنها خارجية ، والتي ترتبط ارتباطًا ثابتًا بالبيئة.
أنظمة مغلقة
الأنظمة المغلقة هي تلك التي لا يوجد فيها تبادل للمادة بين الداخل والخارج. لذلك ، لديهم موارد محدودة ولكنهم الخاصة. ومع ذلك ، فقد تتبادل الطاقة مع البيئة وقد لا تتبادلها. من الناحية العملية ، تكون الأنظمة المغلقة أكثر تكرارًا من الأنظمة المعزولة.