Sistema aïllat
En ciències físiques, un sistema aïllat és un dels següents:
- Un sistema físic tan alluntat d'atres sistemes que no interactua en ells.
- Un sistema termodinàmic tancat per parets rígides inamovibles a través de les quals ni la massa ni l'energia poden passar.
Encara que està subjecte internament a la seua pròpia gravetat, generalment es considera que un sistema aïllat està fòra de l'alcanç de les forces gravitatorias externes i atres forces de llarc alcanç.
Açò pot contrastar-se en lo que (en la terminologia més comuna utilisada en termodinàmica) es diu un sistema tancat, tancat per parets selectives a través de les quals l'energia pot passar com a calor o treball, pero no importa; i en un sistema obert, en el que tant la matèria com l'energia poden entrar o eixir, encara que pot tindre parets impermeables en parts dels seus llímits.
Propietats
[editar | editar còdic]
Un sistema aïllat obedix la llei de conservació de la matèria i energia, permaneixent constant. Molt a sovint, en termodinàmica, la massa i l'energia es tracten com conservades per separat.
Pel requeriment de encerramiento i la casi ubiqüitat de la gravetat, els sistemes estrictament i idealment aïllats no ocorren realment en experiments o en la naturalea. Encara que són molt útils, són estrictament hipotètics.[1][2][3]
La termodinàmica clàssica generalment es presenta com postulant l'existència de sistemes aïllats. També es presenta generalment com el frut de l'experiència. Òbviament, no s'ha informat de l'experiència d'un sistema idealment aïllat.
No obstant, és frut de l'experiència que alguns sistemes físics, inclosos els aïllats, semblen alcançar els seus propis estats d'equilibri termodinàmic intern. La termodinàmica clàssica postula l'existència de sistemes en els seus propis estats d'equilibri termodinàmic intern. Este postulat és una idealisació molt útil.
En l'intent d'explicar l'idea d'un enfocament gradual de l'equilibri termodinàmic despuix d'una operació termodinàmica, en l'aument de l'entropía d'acort en la segona llei de la termodinàmica, el teorema H de Boltzmann va utilisar equacions, que suponien que un sistema (per eixemple, un gas) estava aïllat. És dir, es podrien especificar tots els graus mecànics de llibertat, tractant els murs que els tanquen simplement com condiciones llímit d'espill. Açò va conduir a la paradoxa de Loschmidt. No obstant, si es considera el comportament estocàstic de les molècules i la radiació tèrmica en parets de tancament reals, llavors el sistema està en efecte en un bany de calor. Llavors, la suposició de Boltzmann sobre el caos molecular pot justificar-se.
El concepte d'un sistema aïllat pot servir com un model útil que s'aproxima a moltes situacions del món real. És una idealisació acceptable utilisada en la construcció de models matemàtics de certs fenomens naturals; per eixemple, els planetes del sistema solar i el protón i l'electró en un àtom d'hidrogen a quin es tracten com a sistemes aïllats. Pero, de tant en tant, un àtom d'hidrogen interactuarà en la radiació electromagnètica i passarà a un estat excitat.
A voltes les persones especulen sobre el "aïllament" per a l'univers en el seu conjunt, pero el significat de tal especulació és dubtós.
Aïllament radiativo
[editar | editar còdic]Per a l'aïllament radiativo, les parets deuen ser perfectament conductores, a fi de reflectir perfectament la radiació dins de la cavitat, com per eixemple Planck va imaginar.
Estava considerant l'equilibri radiativo tèrmic intern d'un sistema termodinàmic en una cavitat inicialment desprovista de substància. No va mencionar lo que imaginava que rodejava les seues parets perfectament reflectantes i, per lo tant, perfectament conductores. Presumiblement, ya que són perfectament reflectantes, aïllen la cavitat de qualsevol efecte electromagnètic extern. Planck va sostindre que per a l'equilibri radiativo dins de la cavitat aïllada, necessitava haver agregat al seu interior una mota de carbono.[4][5][6]
Si la cavitat en parets perfectament reflectantes conté una cantitat suficient d'energia radiativa per a mantindre una temperatura de magnitut cosmológica, llavors la mota de carbono no és necessària perque la radiació genera partícules de substància, com per eixemple parells d'electrons-positrones, i per lo tant alcança equilibri termodinàmic
Balian adopta un enfocament diferent. Per a quantificar la radiació en la cavitat, imagina que les seues parets aïllants de radiació són perfectament conductores. Encara que no menciona la massa en l'exterior, i sembla pel seu context que pretén que el llector suponga que l'interior de la cavitat està desprovisto de massa, sí imagina que algun factor provoca corrents en les parets. Si eixe factor és intern a la cavitat, pot ser solament la radiació, que es reflectiria perfectament. No obstant, per al problema de l'equilibri tèrmic, considera les parets que contenen partícules carregades que interactuen en la radiació dins de la cavitat; tals cavitats, per supost, no estan aïllades, pero poden considerar-se com en un bany de calor.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Thermodynamics of Spontaneous and Senar-Spontaneous Processes; I. M. Kolesnikov et al, pg 136 – at https://books.google.com/books?aneu=2RzE2pCfijYC&pg=PA3
- ↑ A System and Its Surroundings; UC Davis ChemWiki, by University of Califòrnia - Davis, at http://chemwiki.ucdavis.edu/physical_chemistry/thermodynamics/a_system_and_its_surroundings#isolated_system [1] archivat en Wayback Machine.
- ↑ Hyperphysics, by the Department of Physics and Astronomy of Geòrgia State University; at http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/conser.html#isosys
- ↑ Planck, M. (1914). The Theory of Heat Radiation, second edition translated by Masius, P. Blakiston's Són & Co., Philadelphia, p. 43.
- ↑ Fowler, R.H. (1929). Statistical Mechanics: the Theory of the Properties of Matter in Equilibrium, Cambridge University Press, London, p. 74.
- ↑ Landsberg, P.T. (1978). Thermodynamics and Statistical Mechanics, Oxford University Press, Oxford UK, ISBN 0-19-851142-6, pp. 208–209.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Sistema aislado» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.