كتب closed system
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
النظام المغلق (معلومة)
في النظام المغلق لا تخرج منه مادة. ولكن يمكن فيه دخول أو خروج حرارة أو شغل . ومن أنواع الشغل يمكن أن تكون:
- شغل تغير الحجم عكوسي نؤديه على النظام، وهذا يسمى أحيانا شغل حجمي. من الامثلة الموجودة في الجدول نجد : ضغط الغاز في الأسطوانة بواسطة المكبس بدون احتكاك. وحيث أنه في المعادلة نجد التغير في الحجم سالب الإشارة يكون الشغل المؤدى على النظام موجب الإشارة.
- شغل مشتت. ومثال له المروحة في غرفة أو جهاز التدفئة الكهربائي في غرفة محدودة الحجم. يخرج من حدود النظام شغل يتشتت من الغرفة. كما أن الشغل الناشئ عن احتكاك المكبس بالأسطوانة ينتمي إلى تلك الطاقة الداخلة الغير عكوسية.
ونظرا لأن الطاقة لا تنشأ من نفسها ولا تنعدم طبقا ل القانون الأول للديناميكا الحرارية تتزايد الطاقة الداخلية في النظام بمقدار الطاقة الداخلة إليه من الخارج. ويمكن وصف توازن الطاقة للنظام المغلق المستقر بالمعادلة :
- حيث الرقم 1 يعني الحالة الأولى للنظام، والرقم 2 الحالة النهائية للنظام.
مع
والمؤشران 1 و 2 في المعادلة يؤشران إلى الحالة الابتدائية والحالة النهائية على التوالي، كما يعني المؤشر 1,2 المسلك من 1 إلى 2.
وكما ذكر أعلاه : تعني W diss طاقة التفكك (ويمكن إهمالها) ، و W v وهو الشغل التقني الناتج من الألة حيث V تدل على الشعل الناتج من التغير في حجم النظام أو من التغير في ضغط النظام . وفي حالة تغير الطاقة الخارجية للنظام سواء كانت طاقة الوضع (بسبب صعود النظام أو هبوطه تحت تأثير جاذبية الأرض) و/أو طاقة الحركة (حيث يمكن للنظام أن يكون في حالة حركة، مثل تجربة نبنيها على متن قطار يسير) ، يصبح توازن الطاقات للنظام المغلق (طبقا للقانون الأول للديناميكا الحرارية):
ملحوظة 1 : الجزء الثالث من المعادلة إلى اليمين الذي يحتوي على g (وهي عجلة الجاذبية) يعطي اختلاف طاقة الوضع للنظام بتغير الارتفاع عن سطح الأرض. في العادة لا نأخذ هذا الجزء في الاعتبار عند التعامل مع نظام مغلق.
ملحوظة 2 : الجزء الرابع من المعادلة إلى اليمين الذي يحتوي على تغير سرعة النظام من c1 إلى c2 يعطي تغير طاقة الحركة للنظام، وعادة لا نـأخذ تلك المؤثرات في الحسبان عند دراسة نظام مغلق، لأننا نجري تجاربنا عادة في مختبر ثابت لا يتحرك ومن النادر أن نقوم بتجربة في مختبر موجود في عربة قطار.
بناء على تلك الملحوظتين يمكننا اختصار معادلة توازن الطاقات لتكون :
وهي المعادلة المعهودة لنا والتي تقول أن التغير في الطاقة الداخلية U للنظام تساوي مجموع الحرارة Q والشغل W الناشئة منه أو المعطاة له.
