12 ตัวอย่างของระบบอุณหพลศาสตร์

ระบบอุณหพลศาสตร์ มันเป็นเป้าหมายของการศึกษาอุณหพลศาสตร์ ระบบสามารถถูกกำหนดให้เป็นจำนวนหนึ่งของสสารหรือพื้นที่ในพื้นที่ที่ความสนใจมุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์ปัญหา.

ในอีกแง่หนึ่งเทอร์โมไดนามิกถูกประกาศเกียรติคุณโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษและนักคณิตศาสตร์ทอมสันซึ่งรวมรากกรีกเพื่อความร้อน (Θέρμη: เทอร์โม) และพลังงานหรือแรง (δύναμις: dynamis).

อุณหพลศาสตร์เป็นสาขาวิชาฟิสิกส์ที่รับผิดชอบศึกษาความร้อนและศักยภาพในการผลิตพลังงานและคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับทั้งสองด้าน.

ประเภทของระบบอุณหพลศาสตร์

ในตัวอย่างแรกแนวคิดพื้นฐานบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับระบบอุณหพลศาสตร์คือสภาพแวดล้อมขอบเขตของระบบและจักรวาล.

สภาพแวดล้อมคือทุกสิ่งภายนอกระบบและขีด จำกัด ของมันคือส่วนต่อประสานที่แยกออกจากสภาพแวดล้อม ในที่สุดจักรวาลก็คือการรวมกันขององค์ประกอบทั้งสองนี้.

ระบบเทอร์โมไดนามิกสามารถเป็นปริมาณของสารตัวอย่างหรือเครื่องจักรที่แยกออกจากสภาพแวดล้อมในวิธีที่กำหนดไว้อย่างดี.

การแยกนี้อาจเป็นจริงหรือในจินตนาการ ควรพิจารณาด้วยว่าไม่ว่ารูปทรงเรขาคณิตหรือองค์ประกอบทางเคมีหรือสถานะทางกายภาพของระบบเทอร์โมไดนามิกจะถูกกำหนดไว้ล่วงหน้า.

ในทางกลับกันมีระบบเทอร์โมไดนามิกส์สามประเภทคือปิดเปิดและแยกได้ ในระบบปิดพลังงานสามารถถ่ายโอนระหว่างระบบและสภาพแวดล้อม แต่ไม่ใช่มวล.

หากทั้งสองสามารถถ่ายโอนได้แสดงว่าเป็นระบบเปิด ในทางกลับกันหากไม่มีการโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมระบบจะถูกแยกออก.

15 ตัวอย่างคอนกรีตของระบบอุณหพลศาสตร์

ระบบปิด

ในกรณีของระบบเทอร์โมไดนามิกส์สสารจะไม่ข้ามขอบเขตของระบบ อย่างไรก็ตามพลังงานสามารถข้ามได้ แต่อยู่ในรูปของความร้อนหรือการทำงาน ระบบต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงประเภทนี้:

-ลูกสูบนิวแมติกปิดผนึก

-สารทำความเย็นในระบบทำความเย็น

-เครื่องวัดความร้อน

-Planet Earth (รับพลังงานจากดวงอาทิตย์ แต่ในทางปฏิบัติไม่ได้แลกเปลี่ยนสสารกับภายนอก).

-หม้อหุงความดัน (ถ้าระบบปิดสนิทมีความเสี่ยงจากการระเบิด)

ระบบเปิด

ในระบบประเภทนี้มีการแลกเปลี่ยนพลังงานกับสิ่งแวดล้อมและไม่มีสิ่งกีดขวางสำหรับมวลหรือสสารที่จะข้ามขีด จำกัด ของระบบ.

นอกจากนี้งานจะทำในหรือโดยระบบ ตัวอย่างของระบบอุณหพลศาสตร์แบบเปิดประกอบด้วย:

-ต้มน้ำในหม้อโดยไม่มีฝาปิด (ความร้อนและไอน้ำซึ่งเป็นเรื่องสำคัญหนีขึ้นไปในอากาศ)

-กังหัน

-คอมเพรสเซอร์

-เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

-ร่างกายมนุษย์

ระบบแยก

ระบบแยกเป็นระบบที่ไม่ทำงานในหรือโดยระบบ ไม่มีการระบายความร้อนหรือเพิ่มจากระบบ.

อีกทั้งสสารไม่ได้ไหลเข้าหรือออกจากมัน ระบบอุณหพลศาสตร์น้อยมากที่แยกได้โดยสิ้นเชิง ตัวอย่างของสิ่งนี้คือ:

-ถังเหล็กปิดผนึกแข็งที่มีไนโตรเจนเหลว

-ชุด neoprene

-ถังออกซิเจน

-จักรวาลทางกายภาพทั้งหมด

-กระติกน้ำร้อน (เพื่อเก็บความเย็นหรือร้อน)

การอ้างอิง

1. Wu, C. (2002) อุณหพลศาสตร์วิศวกรรมโดยใช้คอมพิวเตอร์อัจฉริยะและการวิเคราะห์วัฏจักร. นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์โนวา.
2. Nag, P. K. (2013) อุณหพลศาสตร์วิศวกรรม นิวเดลี: การศึกษา McGraw-Hill.
3. ฮัน, F. (2017) หลักสูตรที่ทันสมัยในสาขาฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัย: ทัศนศาสตร์ฟิสิกส์เชิงอุณหภาพและฟิสิกส์ยุคใหม่ สิงคโปร์: บริษัท สำนักวิทยาศาสตร์โลก.
4. Freiesleben Hansen, P. (2009) วิทยาศาสตร์ของวัสดุก่อสร้าง ลอนดอน: Springer Science & Business Media.
5. Rauf, B. S. (2012) อุณหพลศาสตร์ทำง่ายสำหรับวิศวกรพลังงาน Georgia: The Fermont Press.