Vysvětlíme, jaký je rozdíl mezi otevřeným, uzavřeným a izolovaným systémem, vztah každého z nich k prostředí a jeho charakteristikám.
Jaký je rozdíl mezi otevřeným, uzavřeným a izolovaným systémem?
Abychom pochopili rozdíl mezi a otevřený systém, a systém uzavřen a izolovaný systém, musíme nejprve pochopit, co máme na mysli „Systém“. Jak to definuje slovník, systém je soubor vzájemně propojených a uspořádaných věcí, které přispívají k cíli.
To znamená, že systém je organizovaný celek, pojem, který se vztahuje jak na určité soubory tělesných orgánů nebo na celek přírodního ekosystému, tak i na různé jevy a teploty vzduchu v atmosféře. Jakýkoli segment vesmíru, který se rozhodneme studovat sám o sobě, ignorujeme-li zbytek a soustředíme se na jeho vnitřní vztahy, je systém.
Tento pojem je velmi užitečný ve fyzice, protože na první pohled systémové můžeme identifikovat energetické a materiální jevy, které se kolem nás vyskytují.
Běžně se tedy hovoří o fyzických systémech, jako jsou systémy termodynamické, ve kterém dochází k toku hmota Y Energie vnitřní, které může být více či méně spojeno s okolím. To znamená, že systém může být otevřenější nebo uzavřenější, v závislosti na tom, jak moc informace dostat se dovnitř a ven. Informace, které kolují, mohou být například hmota a/nebo energie.
Máme tedy tři hlavní typy fyzických systémů: otevřené, uzavřené a izolované.
- Otevřené systémy. Jsou to ti, kteří si volně vyměňují hmotu a energii s vnějškem. Například naše těla sama o sobě jsou systémy v neustálé výměně s prostředím: vstupuje do nich kyslík, potrava a jsou vypuzovány odpadní látky, jako např. CO2 nebo amoniaku v moči. Navíc neustále ztrácíme teplo, když je prostředí chladnější, a ztrácíme vlhkost vzduchu (vodní pára) s každým naším nádechem.
- Uzavřené systémy. Jsou to ty, které si volně vyměňují energii (ale ne hmotu) se svým prostředím. Tato energie může být ve formě teplo, světlo nebo práce. Například žárovka je uzavřený systém, do kterého nevstupuje ani neodchází jediná částice hmoty, ale vstupuje dovnitř elektřina a je extrahováno světelná energie Na oplátku.
- Izolované systémy. Jsou to takové, které si nevyměňují hmotu ani energii s okolím, buď proto, že jsou velmi daleko od jakéhokoli jiného systému, nebo proto, že mají bariéry, které snižují (nebo v ideálním případě zabraňují) tranzitu mezi vnitřkem a vnějškem. Například termoska na horkou vodu je navržena tak, aby co nejvíce oddálila (zcela to není možné) ochlazení kapalin uvnitř, a tím minimalizovala ztráty tepla z látky.
Musíme trvat na tom, že v přísném smyslu neexistuje ve vesmíru žádný zcela izolovaný systém. Všechny systémy si do určité míry vyměňují informace se svým okolím, i když v některých případech v zanedbatelném množství nebo jednoduše takovým způsobem, že je lze pro studium samotného systému ignorovat.