该热力系统的热力学研究的对象。可以将系统定义为一定数量的物质,或将注意力集中在问题分析上的空间区域。
另一方面,热力学一词是英国物理学家和数学家汤姆森(Thomson)提出的,他将希腊语中的热量(Θέρμη:hot)和功率或力(δύναμις:dynamis)结合在一起。
热力学是物理学的一个分支,负责研究热及其产生能量的潜力以及与这两个方面相关的特性。
热力学系统的类型
首先,与热力学系统有关的一些基本概念是环境,系统边界和宇宙。
环境是系统外部的所有事物,其限制是将其与环境分开的接口。最后,宇宙是这两个元素的结合。
热力学系统可以是任何数量的以明确定义的方式与环境分离的物质,样本或机器。
这种分离是真实的或可以想象的。还应该考虑的是,热力学系统的几何形状,化学组成或物理状态均未预先确定,因此它们中的任何一个都可以改变。
另一方面,存在三种类型的热力学系统:封闭,开放和隔离。在封闭的系统中,能量可以在系统及其周围环境之间传递,但不能传递质量。
如果两者都可以转让,那么它是一个开放系统。另一方面,如果没有与环境的交互类型,则系统是隔离的。
15个热力学系统的具体示例
封闭系统
在封闭的热力学系统中,物质不会越过系统边界。但是,能量可以穿越能量,但形式可以是热量或功。以下系统说明了这种类型:
-密封气动活塞
-制冷系统中的制冷剂
-热量计
-行星地球(它从太阳获取能量,但实际上不与外界交换物质)。
-压力锅(如果系统完全关闭,则有爆炸的危险)
开放系统
在这种类型的系统中,与环境之间存在能量交换,并且没有质量或物质越过系统限制的障碍。
同样,工作是在系统上完成的,或由系统完成的。开放式热力学系统的一些示例包括:
-将水倒入没有盖的锅中(热和蒸汽是物质,会逸出到空气中)
-涡轮
-压缩机
-换热器
-人类的身体
隔离系统
隔离的系统是在系统中或系统中未完成工作的系统。不会从系统中去除或增加热量。
同样,物质不会流入或流出。完全隔离的热力学系统很少。例如:
-装有液氮的刚性密封钢瓶
-氯丁橡胶套装
-氧气瓶
-整个物理宇宙
-一个热水瓶(保持事物冷或热)
参考文献
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