熱力學系統(英文:thermodynamic system)係熱力學上分析常用嘅抽象化方法:當有物理學家想對宇宙嘅某一橛仔作出熱力學分析嗰陣,佢可以將嗰一橛仔想像成一個物理系統,而呢個系統會[1][2]
- 霸佔一個容量有限嘅空間;
- 有一條具有明確定義嘅界限(boundary),當中條界限可以係純想像出嚟嘅;
- 界限以外嘅空間係所謂嘅環境(surroundings);
- 物質同能量(假設條界限容許)可以喺系統同環境之間流動。
一個簡單嘅熱力學系統嘅圖解
- 內文:界限 (熱力學)
- 睇埋:封閉系統同埋孤立系統
當中界限係個系統同個系統周圍環境之間嗰埲「牆」,可以按以下呢幾種特性分類[3]:
- 固定(fixed)定可動(movable):固定界限表示條界限唔曉郁,而界限可動就表示條界限可以按某啲法則郁動;喺用抽象化嘅數學模型模擬一個熱力學系統嗰陣,固定界限表示個系統嘅容量係固定嘅[註 1],而界限可動就表示個系統嘅容量可以按某啲法則週期性噉改變。可動界限嘅例子有廿一世紀初嘅機械入面常見嘅活塞-喺部機械正常運作緊嗰陣,活塞會係噉上下來回噉郁,令到俾嚿活塞撳住嘅氣體嘅容量同壓力(睇返理想氣體定律)係噉跟住變。
- 條界限有滲透性(permeability)呢一個特性,滲透性表示物質同能量(以作功同熱等嘅形式)有幾容易穿過條界限。例如一個夠硬淨又密封嘅氣缸令到氣體等嘅物質完全唔能夠穿過條界限,物質冇得由個系統漏去外界或者由外界滲入個系統度,不過(視乎個氣缸用乜嘢物料造)能量依然有可能以作功同熱等嘅形式離開或者進入個氣缸[1]。
一個引擎入面有兩條活塞 | |
郁緊嘅活塞嘅抽象圖解 | 郁緊嘅活塞嘅抽象圖解 |
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地球系統
編輯
- ↑ 原則上,「將界限想像成固定」係為咗令分析過程冇咁撈絞而做嘅假設。喺實際上,一個(例如)缸當然係有可能打爛嘅,但如果個缸夠硬淨嘅話,「將條界限想像成固定」可以簡化分析,又唔會令分析結果明顯偏離實際數值。
- ↑ 1.0 1.1 Bejan, A. (2016). Advanced engineering thermodynamics. John Wiley & Sons.
- ↑ Moran, M. J., Shapiro, H. N., Boettner, D. D., & Bailey, M. B. (2010). Fundamentals of engineering thermodynamics. John Wiley & Sons.
- ↑ Callen, H.B. (1960/1985). Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, (1st edition 1960) 2nd edition 1985, Wiley, New York, pp. 15, 17.
- ↑ Kleidon, A. (2010). Life, hierarchy, and the thermodynamic machinery of planet Earth. Physics of life reviews, 7(4), 424-460.
- ↑ Buchanan, M. The thermodynamics of Earth. Nature Phys 13, 106 (2017).
- ↑ Voosen, Paul (2018-07-24). "Outer space may have just gotten a bit closer". Science.
- ↑ Peterson, J. (2012). Understanding the thermodynamics of biological order. The American Biology Teacher, 74(1), 22-24.
- ↑ Meteoritical Bulletin Database. Lpi.usra.edu. Retrieved on 27 August 2018.
- ↑ Climate and Earth's Energy Budget. Earth observatory.