מערכת פיזיקלית – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
Matanyabot (שיחה | תרומות)
מ בוט החלפות: דוגמה\1
הגהה, ניסוח, עריכה של הקצרמר כולו
שורה 1:
ב[[מדעי הטבע]], ובפרט ב[[פיזיקה]] וב[[כימיה]], '''מערכת''' היא חלק ב[[היקום|יקום]] המשמש נושא ל[[מחקר מדעי|מחקר]] או דיון. שאר היקום, מחוץ למערכת, מכונה ה[[סביבה (מערכות)|סביבה]], או סביבת המערכת. מערכת פיזיקלית עשויה, אך לא חייבת, להיות מוגדרת על ידי גבולותיה וה[[גדלים אקסטנסיביים ואינטנסיביים|גדלים]] המתארים אותה (כגון ה[[טמפרטורה]], ה[[לחץ]] וה[[הרכב כימי|הרכב]]). מערכת פיזיקלית מוגדרת באופן שרירותי, על ידי החוקר\ת או מציג\ת הבעיה. איפיון זה של מערכת פיזיקלית הוא מקור השימושיות שלה וחשיבותה, מאחר שהוא מאפשר הצגת בעיה אחת באופנים שונים, שחלקם עשויים להיות שימושיים מאחרים, על ידי הגדרת מערכות שונות. לרעיון המערכת הפיזיקלית יש גם שימושים ב[[הנדסה]].
ב[[פיזיקה]] ו[[כימיה]], '''מערכת''' היא החלק ב[[היקום|יקום]] אותו בחרנו ל[[מחקר|חקור]]. כל דבר מחוץ למערכת נקרא [[סביבה (מערכות)|סביבה]], ממנה מתעלמים במהלך המחקר, חוץ מאשר השפעותיה על המערכת. ההבדל בין הסביבה למערכת הוא שרירותי, כלומר נקבע על ידי החוקר. חלוקה זו נעשית בדרך כלל כדי לפשט את המחקר ככל הניתן.
 
מקובל לסווג את המערכות הפיזיקליות לשלושה, לפי גבולותיהן:
ישנם שלושה סוגים של מערכות:
# '''מערכת פתוחה''' - מערכת המבצעתשגבולותיה מאפשרים חילופי [[חומר]] ו[[אנרגיה]] עם הסביבה. דוגמה למערכת שכזאת היא כוס [[תה]] מהבילה, המבצעת חילופי אנרגיהשמחליפה עם הסביבה אנרגיה (התהבצורת מתקררחום) וחילופיכשהתה חומרמתקרר עמהוחומר, (אדיכשאדי המים הנפלטיםנפלטים מכוס התה לסביבה. גבולות המערכת העשויים זכוכית מאפשרים רק מעבר חום, בעוד שגבולה העליון של המערכת (המישור הדמיוני שסוגר את שפת הכוס) מאפשר מעבר חום וחומר כאחד.
#'''מערכת סגורה''' - מערכת שגבולותיה מאפשרים רק החלפת אנרגיה עם הסביבה, אך לא החלפת חומר. אם מכסים את כוס התה מהדוגמה בסעיף הקודם (לדוגמה בצלחת) סוגרים את המערכת שהוצגה למעבר חומר, ומאפשרים רק לחום לעבור דרך גבולותיה. עיבוי המים על הצלחת הקרה שהוספה בסעיף זו, מדגים שייתכן מעבר חומר (ותתכן תנועה) בתוך מערכת סגורה מבלי לחצות את גבולותיה.
#{{עוגן|מערכת פיזיקלית סגורה}} '''מערכת סגורה''' - מערכת המבצעת חילופי אנרגיה עם הסביבה, אך אינה מבצעת חילופי חומר. דוגמה לכך הוא סיר אטום העומד על [[כיריים]] דלוקים. החומר שבתוך הסיר לא יצא ממנו, וכן שום חומר לא נכנס לתוך הסיר, אך ישנם עדיין חילופי אנרגיה עם הסביבה (הסיר מתחמם). דוגמה נוספת היא [[מנוף (מכניקה)|מנוף]]. אין חומר שיוצא, או נכנס, למערכת של המנוף, אפילו שניתן להזיז עצמים ב[[מרחב תלת-ממדי#פיזיקה|מרחב]] הסגור שהמנוף מגדיר. אך ישנם חילופי אנרגיה עם הסביבה, שנוצרים על ידי התנועה של מרכיבי המערכת. למעשה, על דוגמת המנוף ניתן להסתכל כהרחבה ל[[מכניקה של גוף קשיח]], שבדרך כלל מניחה שהגוף הקשיח הוא מערכת סגורה וצפידה.
# '''מערכת מבודדת''' - מערכת שגבולותיה מונעים חילופי אנרגיה או חומר עם הסביבה. בשונה ממערכת פתוחה או סגורה, מערכת מבודדת לחלוטין היא תיאורטית בלבד, מאחר שבלתי אפשרי למנוע מעבר אנרגיה בצורת חום למשך זמן אינסופי. דוגמה: [[תרמוס]] סגור ובו קפה חם. אם בוחנים את המערכת לזמן קצר בלבד (דקות ספורות), ניתן להניח שהקפה איננו מתקרר ואדים אינם בורחים מן הכלי. במילים אחרות, ניתן לומר שמעברי החום והחומר דרך גבולות המערכת זניחים לעומת אנתלפיית המערכת וכמות המסה שבה, או איטיים מאוד יחסית לזמן הבחינה. אם, לעומת זאת, בוחנים את המערכת לזמן ארוך (מספר שעות) חום עובר דרך גבולות המערכת (בעיקר מכסה התרמוס) והקפה מתקרר.
# '''מערכת מבודדת''' - מערכת בה אין חילופי אנרגיה או חומר. דוגמה: [[תרמוס]] סגור ובו קפה חם. הקפה איננו מתקרר ואדים אינם בורחים מן הכלי.
 
{{קצרמר|פיזיקה}}