ЧТО ТАКОЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ОКРУЖЕНИЕ И ГРАНИЦА?

Мы видели в нашем предыдущем посте о первом, втором и третьем законе термодинамики. Мы также рассматривали Нулевой закон термодинамики в нашем предыдущем посте.

Сегодня мы увидим здесь основные понятия термодинамики, которые очень важны для понимания любым студентом-инженером. Термодинамика начинается с концепции термодинамической системы.
Здесь мы обсудим концепцию термодинамической системы и одновременно рассмотрим различные классы термодинамических систем с помощью этого поста.

Термодинамическая система

Термодинамическая система в основном определяется как конечное количество вещества или заданная область в пространстве, где мышление будет сосредоточено во время анализа проблемы.

Все, что находится вне системы, будет называться окружением, и система будет отделена окружением с помощью границы, которая называется границей системы.  Граница системы может быть фиксированной или подвижной.

Система и окружение вместе будут рассматриваться как вселенная.

Классы термодинамических систем

В основном существует три класса термодинамических систем, как упоминалось здесь

Замкнутая система

В случае замкнутой системы в термодинамике не будет никакого переноса массы через границу системы. Однако энергия может передаваться через границу системы. Следовательно, замкнутую систему в термодинамике также можно рассматривать как систему с фиксированной массой.

Открытая система

В случае открытой системы в термодинамике будет происходить массоперенос через границу системы, и энергия также может передаваться через границу системы. Вы увидите, что максимальное количество инженерных принадлежностей или устройств будет соответствовать концепции открытой Monest системы.

Изолированная система

В случае изолированной системы не будет никакого взаимодействия между системой и ее окружением, или мы можем сказать, что в случае изолированной системы не будет никакого переноса массы или энергии через границу системы, и, следовательно, изолированная система в термодинамике может рассматриваться как система с фиксированной энергией и фиксированной массой.

Давайте рассмотрим один из примеров приготовления риса в скороварке.

Что мы будем делать, когда будем готовить рис в скороварке? Мы будем использовать рис и воду в качестве содержимого для скороварки и поставим на газовую плиту. Теперь скороварка, установленная над газовой плитой, будет считаться закрытой системой, если крышка скороварки полностью закрыта, предохранительный клапан также полностью закрыт и свисток находится в нужном положении, т. е. не дует.

Потому что здесь не будет никакого переноса массы через скороварку, в то время как тепловая энергия передается содержимому скороварки, т.е. рису и воде. Следовательно, ее можно рассматривать как замкнутую систему, поскольку через скороварку происходит только передача тепловой энергии, а не массы.

Когда раздастся свисток, мы будем рассматривать содержимое скороварки как открытую систему, потому что образующийся пар выйдет из скороварки при звуке свистка. Теперь давайте подумаем о данном условии: во время свистка плиты масса и энергия передаются через скороварку, поэтому мы можем назвать это открытой системой.

Если у нас есть один сосуд, который является идеально изолированным, закрытым и жестким, то мы можем называть его изолированной системой, потому что через сосуд не происходит передачи энергии или массы.

Есть еще несколько типов систем, которые здесь очень важно рассмотреть, т.е. адиабатическая система, гомогенная система и гетерогенная система.

Адиабатическая система

Адиабатическая система не допускает обмена тепловой энергией с окружающей средой, однако она позволит обмениваться рабочей энергией с окружающей средой.