12熱力学システムの例
の 熱力学システム それらは熱力学の研究対象です。システムは、一定量の物質、または問題の分析に注意が向けられている空間内の領域として定義できます。.
一方、熱力学の用語はイギリスの物理学者と数学者Thomsonによって造られました。彼らはギリシャ語の根を熱(Θέρμη:thermo)と力または力(δύναμις:dynamis)のために組み合わせました。.
熱力学は、熱とそのエネルギーを生み出す可能性、および両方の側面に関連する特性の研究に関与する物理学の一分野です。.
熱力学システムの種類
第一に、熱力学系に関する基本概念のいくつかは、環境、系境界、宇宙です。.
環境はシステムの外部にあるものすべてであり、その限界はそれを環境から分離するインターフェースです。最後に、宇宙はこれら二つの要素の組み合わせです.
熱力学的システムは、明確に定義された方法でその環境から分離する任意の量の物質、標本または機械でありえます.
この分離は実数または虚数になります。熱力学系の幾何学的形状も化学的組成も物理的状態も事前に決定されていないので、それらのいずれも変化する可能性があることも考慮されるべきである。.
一方、熱力学システムには3つのタイプがあります。クローズドシステム、オープンシステム、そして分離型システムです。閉じたシステムでは、エネルギーはシステムとその周辺との間で伝達されますが、質量は伝達されません。.
両方を移転できれば、それはオープンシステムです。一方、環境との相互作用がない場合、システムは隔離されています。.
熱力学システムの15の具体例
クローズドシステム
閉じた熱力学系の場合、物質は系の境界を越えません。しかし、エネルギーはそれを超えることができますが、熱や仕事の形をしています。次のシステムはこのタイプを説明しています。
-密閉型空気圧ピストン
-冷凍システムの冷媒
-熱量計
-惑星地球(太陽からエネルギーを得ますが、実際には外部と物質のやり取りはしていません).
-圧力鍋(システムが完全に閉じている場合、爆発の危険があります)
オープンシステム
このタイプのシステムでは、環境とエネルギーの交換があり、質量や物質がシステムの限界を超えることを妨げるものはありません。.
さらに、作業はシステム内またはシステムによって行われます。開放熱力学システムのいくつかの例には、以下が含まれる。
-ふたのない鍋で水を沸騰させる(熱と蒸気、それが問題で、空気中に逃げる)
-タービン
-コンプレッサー
-熱交換器
-人体
分離システム
分離システムは、システム内またはシステムによって作業が行われないシステムです。システムから熱が除去されたり追加されたりすることもありません。.
また、物質はそれに出入りしません。完全に分離されている熱力学システムはほとんどありません。この例は次のとおりです。
-液体窒素を含有する硬質の密封鋼製シリンダー
-ネオプレンスーツ
-酸素ボンベ
-物理宇宙全体
-魔法瓶(物事を冷たくしておく)
参考文献
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- Freiesleben Hansen、P.(2009)。建設材料の科学ロンドン:Springer Science&Business Media.
- Rauf、B. S.(2012)。エネルギー技術者にとっての熱力学の単純化ジョージア:フェルモントプレス.