12 VOORBEELDEN VAN THERMODYNAMISCHE SYSTEMEN - WETENSCHAP - 2026

De thermodynamische systemen zijn het onderwerp van studie van de thermodynamica. Een systeem kan worden gedefinieerd als een bepaalde hoeveelheid materie, of een gebied in de ruimte waar de aandacht is gericht op de analyse van een probleem.

Aan de andere kant werd de term thermodynamisch bedacht door de Britse natuurkundige en wiskundige Thomson, die de Griekse wortels voor warmte (Θέρμη: thermo) en kracht of kracht (δύναμις: dynamis) combineerde.

Thermodynamica is de tak van de fysica die verantwoordelijk is voor het bestuderen van warmte en het potentieel om energie te produceren, en de eigenschappen die verband houden met beide aspecten.

Soorten thermodynamische systemen

In eerste instantie zijn enkele van de basisconcepten met betrekking tot thermodynamische systemen omgeving, systeemgrens en universum.

De omgeving is alles buiten het systeem, en de limiet is de interface die het scheidt van de omgeving. Ten slotte is het universum de combinatie van deze twee elementen.

Een thermodynamisch systeem kan elke hoeveelheid stof, specimen of machine zijn die op een welomschreven manier van zijn omgeving is gescheiden.

Deze scheiding kan echt of ingebeeld zijn. Er moet ook rekening mee worden gehouden dat noch de geometrie, noch de chemische samenstelling, noch de fysische toestand van thermodynamische systemen vooraf bepaald zijn, en dat ze daarom kunnen veranderen.

Aan de andere kant zijn er drie soorten thermodynamische systemen: gesloten, open en geïsoleerd. In gesloten systemen kan energie worden overgedragen tussen het systeem en zijn omgeving, maar geen massa.

Als beide kunnen worden overgedragen, is het een open systeem. Aan de andere kant, als er geen interactie is met de omgeving, is het systeem geïsoleerd.

15 concrete voorbeelden van thermodynamische systemen

Gesloten systemen

In het geval van gesloten thermodynamische systemen overschrijdt materie de systeemgrens niet. Energie kan er echter doorheen gaan, maar dan in de vorm van warmte of werk. De volgende systemen illustreren dit type:

- Verzegelde pneumatische zuigers

-Koelmiddel in een koelsysteem

-Calorimeter

-De planeet Aarde (hij krijgt energie van de zon, maar wisselt praktisch geen materie uit met de buitenkant).

-Drukpot (als het systeem volledig gesloten is, bestaat er explosiegevaar)

Open systemen

In dit type systeem is er een uitwisseling van energie met de omgeving, en is er geen belemmering voor de massa of materie om de grenzen van het systeem te overschrijden.

Ook wordt er aan of door het systeem gewerkt. Enkele voorbeelden van open thermodynamische systemen zijn:

- Kokend water in een pan zonder deksel (warmte en stoom, wat materie is, ontsnappen in de lucht)

-Turbines

-Compressoren

-Warmtewisselaars

-Het menselijk lichaam

Geïsoleerde systemen

Een geïsoleerd systeem is een systeem waarbij niet wordt gewerkt in of door het systeem. Noch wordt warmte verwijderd of toegevoegd uit het systeem.

Materie stroomt er ook niet in of uit. Er zijn maar weinig thermodynamische systemen die volledig geïsoleerd zijn. Voorbeelden hiervan zijn:

-Stijve verzegelde stalen cilinder met vloeibare stikstof

-Een pak van neopreen

-Zuurstofcilinders

-Het hele fysieke universum

-Een thermoskan (om dingen koud of warm te houden)

Referenties

1. Wu, C. (2002). Intelligente computergebaseerde technische thermodynamica en cyclusanalyse. New York: Nova Publishers.
2. Nag, PK (2013). Technische thermodynamica. New Delhi: McGraw-Hill Education.
3. Han, F. (2017). Een moderne cursus in universitaire fysica: optica, thermische fysica, moderne fysica. Singapore: World Scientific Publishing Company.
4. Freiesleben Hansen, P. (2009). De wetenschap van bouwmaterialen. London: Springer Science & Business Media.
5. Rauf, BS (2012). Thermodynamica eenvoudig gemaakt voor energietechnici. Georgië: The Fermont Press.