- Wat is een geïsoleerd systeem?
- Kenmerken van een geïsoleerd systeem
- Voorbeelden van geïsoleerde systemen
- Open systemen
- Gesloten systemen
We leggen uit wat een geïsoleerd systeem is, wat de kenmerken zijn en verschillende voorbeelden. Ook, wat zijn open en gesloten systemen.
Wat is een geïsoleerd systeem?
In fysiek thermodynamica, onder een geïsoleerd systeem wordt verstaan: systemen waarin geen uitwisseling is of materie noch van Energie met het milieu, door de werking van een soort barrières die het behoud van systeembronnen mogelijk maken, terwijl het binnendringen van bronnen van buitenaf wordt voorkomen.
Hierin onderscheiden ze zich van gesloten systemen, die op hetzelfde gebied van de natuurkunde in staat zijn om energie uit te wisselen met de omgeving (maar niet uit), en nog meer van open systemen, waarin de uitwisseling van beide dingen vrijelijk plaatsvindt.
Volgens Algemene systeemtheorie ontstond in het midden van de twintigste eeuw, is een systeem een deel van het universum dat, voor studie, wordt beschouwd als gescheiden en afgebakend van zijn omgeving. Dit perspectief wordt zowel gebruikt in Natuurwetenschappen als in sociale wetenschappen.
Het is echter meestal op het gebied van de natuurkunde dat de term geïsoleerd systeem wordt gebruikt. De werking ervan, in dit gebied, wordt bepaald door de beschermingswetten, volgens welke bepaalde grootheden constant blijven binnen een geïsoleerd systeem, althans voor een tijd. Dit geldt voor beide massa-, Energie, elektrische lading, impulsmoment en lineair momentum.
Kenmerken van een geïsoleerd systeem
Geïsoleerde systemen worden gekenmerkt door het volgende:
- Ze hebben een soort barrières, bekend als isolatoren, die de uitwisseling tussen binnen en buiten aanzienlijk en notoir beperken.
- Zolang ze geïsoleerd blijven, blijven hun hulpbronnen en eigenschappen constant en stabiel, dat wil zeggen onveranderlijk: er komt niets uit en er komt niets binnen, of in ieder geval niet in significante proporties.
- Er is geen totale isolatie of perfecte isolatoren: ze hebben allemaal een zekere marge van verlies of lekkage, maar in veel gevallen is deze marge meestal verwaarloosbaar of onbeduidend tijdens de studie van het systeem.
- In veel gevallen is de isolatie die in het systeem wordt geproduceerd tijdelijk en gezien de voldoende hoeveelheid weer, wordt uw verliesmarge of onnauwkeurigheid gemarkeerd.
Voorbeelden van geïsoleerde systemen
Mogelijke voorbeelden van een geïsoleerd systeem zijn de volgende:
- Een thermische container die de temperatuur- van de stoffen, zoals een strandcava of een thermoskan voor warme koffie.
- Winterkleding die ons isoleert van koude lucht en daardoor voorkomt dat we merkbaar lichaamswarmte verliezen.
- De elektrische geleidingskabels die zijn bedekt met materiaal isolerend (rubber of plastic) om het verlies van elektrische stroom tijdens de doorvoer naar onze huizen te minimaliseren (en ook dat een voorbijganger wordt geëlektrocuteerd).
- De rubberen laarzen die we gebruiken om te lopen in een overstroomd terrein, of in de sneeuw, die voorkomen dat water naar onze voeten komt.
Open systemen
Open systemen zijn systemen die vrijelijk informatie, materie en/of energie uitwisselen met de omgeving, zonder dat er grenzen of barrières zijn die de doorgang tussen binnen en buiten significant beperken. Het zijn dus systemen van oneindige maar externe bronnen, die voortdurend in verbinding staan met de omgeving.
Gesloten systemen
Gesloten systemen zijn systemen waarin er geen uitwisseling van materie is tussen binnen en buiten. Daarom hebben ze beperkte maar hun eigen middelen. Het kan echter wel of niet energie uitwisselen met de omgeving. In de praktijk komen gesloten systemen veel vaker voor dan geïsoleerde systemen.