شارك:
12 أمثلة للأنظمة الديناميكية الحرارية
ال الأنظمة الديناميكية الحرارية هم موضوع دراسة الديناميكا الحرارية. يمكن تعريف النظام على أنه مقدار معين من المادة ، أو كمنطقة في الفضاء حيث يتم التركيز على تحليل المشكلة.
من ناحية أخرى ، صاغ المصطلح الفيزيائي الحراري عالم الفيزياء والرياضيات البريطاني طومسون ، الذي جمع بين الجذور اليونانية للحرارة (Θέρμη: thermo) والقوة أو القوة (δύναμις: dynamis).
الديناميكا الحرارية هي فرع من الفيزياء المسؤولة عن دراسة الحرارة وقدرتها على إنتاج الطاقة ، والخصائص المتعلقة بكلا الجانبين.
أنواع الأنظمة الديناميكية الحرارية
في الحالة الأولى ، بعض المفاهيم الأساسية المتعلقة بالأنظمة الديناميكية الحرارية هي البيئة وحدود النظام والكون.
البيئة هي كل شيء خارج النظام ، وحدوده هو الواجهة التي تفصلها عن البيئة. أخيرًا ، الكون هو مزيج من هذين العنصرين.
يمكن أن يكون النظام الديناميكي الحراري أي كمية من المادة أو العينة أو الجهاز الذي يفصل عن بيئته بطريقة محددة بشكل جيد.
يمكن أن يكون هذا الفصل حقيقيًا أو وهميًا. يجب أيضًا اعتبار أنه لا يوجد تحديد مسبق للهندسة ولا للتركيب الكيميائي ولا للحالة الفيزيائية للأنظمة الديناميكية الحرارية ، وبالتالي يمكن لأي منهما تغييرها..
من ناحية أخرى ، هناك ثلاثة أنواع من الأنظمة الديناميكية الحرارية: مغلقة ، مفتوحة ومعزولة. في الأنظمة المغلقة ، يمكن نقل الطاقة بين النظام ومحيطه ، ولكن ليس الكتلة.
إذا كان يمكن نقل كليهما ، فهو نظام مفتوح. من ناحية أخرى ، إذا لم يكن هناك تفاعل مع البيئة ، فإن النظام معزول.
15 أمثلة ملموسة للأنظمة الديناميكية الحرارية
أنظمة مغلقة
في حالات الأنظمة الديناميكية الحرارية المغلقة ، لا تعبر المادة حدود النظام. ومع ذلك ، يمكن للطاقة عبورها ، ولكن في شكل حرارة أو عمل. توضح الأنظمة التالية هذا النوع:
-المكابس الهوائية مختومة
-التبريد في نظام التبريد
-المسعر
-كوكب الأرض (يحصل على الطاقة من الشمس ، ولكن من الناحية العملية لا يتبادل الأمور مع الخارج).
-طباخ الضغط (إذا كان النظام مغلقًا تمامًا ، فهناك خطر الانفجار)
النظم المفتوحة
في هذا النوع من الأنظمة ، يوجد تبادل للطاقة مع البيئة ، ولا يوجد أي عائق أمام الكتلة أو المادة لعبور حدود النظام.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم العمل في أو عن طريق النظام. بعض الأمثلة على الأنظمة الديناميكية الحرارية المفتوحة تشمل:
-غلي الماء في وعاء دون غطاء (الحرارة والبخار ، وهذا هو المهم ، والهرب في الهواء)
-توربينات
-الضواغط
-المبادلات الحرارية
-الجسم البشري
نظم معزولة
النظام المعزول هو النظام الذي لا يتم فيه العمل في النظام أو عن طريقه. لا تتم إزالة الحرارة أو إضافتها من النظام.
أيضا ، المسألة لا تتدفق داخل أو خارج منه. عدد قليل جدا من النظم الحرارية معزولة تماما. أمثلة على ذلك:
-أسطوانة فولاذية صلبة محكمة الغلق تحتوي على النيتروجين السائل
-بدلة النيوبرين
-اسطوانات الاوكسجين
-الكون المادي بأكمله
-الترمس (للحفاظ على الأشياء باردة أو ساخنة)
مراجع
- وو ، سي (2002). الديناميكا الحرارية الهندسية القائمة على الحاسوب وتحليل الدورة. نيويورك: دار نشر نوفا.
- Nag ، P. K. (2013). الديناميكا الحرارية الهندسية. نيودلهي: ماكجرو هيل للتعليم.
- هان ، واو (2017). دورة حديثة في فيزياء الجامعة: البصريات ، الفيزياء الحرارية ، الفيزياء الحديثة. سنغافورة: شركة النشر العلمي العالمية.
- Freiesleben Hansen، P. (2009). علم مواد البناء. لندن: سبرينغر للعلوم والأعمال التجارية.
- رؤوف ، ب. س. (2012). جعل الديناميكا الحرارية بسيطة لمهندسي الطاقة. جورجيا: مطبعة فيرمونت.