En termodinàmica hi ha diversos tipus de sistemes: aïllats i no aïllats. Quan es reuneixen, quan se’ls aplica, mostra quina utilitat poden ser i com tenir cura d’ells. En cas contrari, si aquests sistemes resulten nocius per al treball humà, com desfer-se’n.
Què és això
Un sistema aïllat és absolutament qualsevol acumulació d’àtoms i molècules (cosa, planeta, cos humà) que emmagatzema l’energia de tota la matèria en si mateixa. Aquest sistema està completament aïllat del món exterior, també es diu tancat.
L’essència d’un sistema aïllat és que, amb tot el seu desig, no compartirà calor, no malgastarà energia, s’haurà de treure d’ella per força. Per exemple, podeu mirar l’aquari. Al seu interior tenen lloc processos: els peixos moren, l'aigua es deteriora, les closques es destrueixen. Però l’aquari no entra en contacte amb l’entorn extern.
Un altre exemple de sistema aïllat és un ferro: no gastarà energia en si mateixa, no compartirà substàncies. Aquest fenomen s’observa en motors de tanc, el sistema solar, en tot allò que no comparteix energia amb els altres.
No es pot atribuir a un cotxe un sistema aïllat tancat, sinó que es mou a una certa velocitat! Tampoc inclou tetines, plantes, organismes vius, sinó que comparteixen substàncies amb el món exterior. Els organismes vius segreguen productes metabòlics, plantes - oxigen, bullidor - vapor quan bull.
Un fet interessant: tancat es denomina tal sistema, on la suma de les forces i el treball produït és zero, i aïllada, on els cossos simplement actuen separats dels altres sistemes. A més, no sempre es tanca un sistema aïllat, però necessàriament un sistema tancat.
En els moviments: una trampa
Hi ha una advertència: no es poden moure per si mateixes, però si algú les mou, la norma no es viola. De manera que, si agafeu un sistema aïllat i el deixeu caure des de l’altura, el deixeu caure accidentalment, el deixeu caure d’un paracaigudes, no importa, no deixarà d’estar aïllat. Tret que, per descomptat, es trenqui amb aquestes accions: la mateixa ampolla d'aigua llançada des d'una altura alliberarà tota l'aigua fora de casa - comparteixi la substància amb altres sistemes - cosa que significa que el sistema ja no es tancarà.
Una pistola i una bala s’adapten a aquesta descripció - no funciona sense un dit al disparador, un cos pesat i la Terra - no passa res si no empenyes el cos al sòl.
També cal tenir en compte la calor
Un sistema aïllat en termodinàmica és una macro que mai comparteix res: l’energia, la matèria i la calor no van més enllà del sistema. Com a exemple: un termos. Manté el grau de te que s’hi aboca, no compartirà forçadament la beguda sense la intervenció humana (obriu i aboqueu-la ell mateix) i no gasta energia enlloc.
A més, un sistema aïllat sempre busca arribar a l'equilibri termodinàmic i cal una altra persona per treure'l d'aquest estat. És a dir, si es dóna un exemple del mateix termos, amb una llarga estada a l’entorn, el te encara es refredarà. Per tant, necessitem una persona que l’inunda de nou amb te calent i el sistema tornarà a quedar aïllat termodinàmicament.
Per què es necessita?
El concepte de sistema aïllat abasta molts mecanismes, sistemes i ecosistemes. Cal que una persona entengui com s’ordenen per tenir-ne cura. Si es tracta d’un aquari, aleshores abans d’entrar-lo amb els braços i les cames, intentant netejar-lo, primer heu de veure com fer-ho tot per no molestar-lo. Si es tracta de mecanismes o equips, com utilitzar-los de manera que no resulti dolorosament reparar-los.
Al mateix temps, si el prenem a escala global, el desert també és un sistema aïllat: hi ha certs mecanismes d’activitat vital que hi ha al seu interior, que no van més enllà. Els boscos, les estepes, els volcans i l'atmosfera serveixen com a ecosistemes relativament aïllats. La gent, sense entendre el seu funcionament, de vegades, ells mateixos no s’adonen de quina escala de problemes creen.
Hi ha un altre “però”. Mai existirà un sistema aïllat completament separat dels altres sistemes. Però aquest concepte existeix. És convenient fer càlculs en matemàtiques, termodinàmica, química i física. Tota l’energia i la substància que emet el sistema aïllat es pren per zero i s’opera amb els números que es necessiten en aquest moment.
Aïllem el no aïllant!
Fins i tot un sistema obert pot quedar aïllat si es tanca amb alguna cosa de l’entorn. El sistema adiabàtic actua com a partició, que serveix de shell per a un sistema obert, fent-lo tancar. Es pot comparar amb la làmina que embolcalla un objecte per intentar protegir-lo de la llum solar.
Si ens fixem en un sentit més ampli, l’atmosfera de la Terra pot servir d’exemple: protegeix el planeta de la influència còsmica i serveix de petxina que ens dóna vida.
Hi ha una llei de conservació de l’impuls per a un sistema aïllat tancat: La suma dels polsos en un sistema tancat es manté constant, com si els cossos no interactuessin entre ells dins del sistema. I això és correcte: tot i que la força dels impulsos pot canviar amb el temps, les circumstàncies, les oportunitats, la seva suma continuarà sent constant.
