격리 시스템

Isolated system
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에너지와 물질을 교환할 때 격리, 폐쇄 및 개방된 시스템의 특성.

물리과학에서 분리된 시스템은 다음 중 하나입니다.

  1. 물리 시스템은 다른 시스템과 너무 멀리 떨어져 있어 상호 작용하지 않습니다.
  2. 질량과 에너지가 통과할 수 없는 단단한 움직일 수 없는 벽으로 둘러싸인 열역학 시스템

내부적으로는 중력의 영향을 받지만, 고립된 시스템은 보통 외부 중력과 다른 장거리 힘의 범위 밖에 있는 것으로 간주됩니다.

이것은 (열역학에서 사용되는 더 일반적인 용어로) 닫힌 시스템이라고 불리는 것과 대조될 수 있습니다. 그리고 에너지가 열이나 일처럼 통과할 수 있는 선택적인 벽으로 둘러싸여 있지만, 물질과 에너지 모두 b의 일부에 다양한 투과성 벽이 있을 수 있습니다.운달

고립된 시스템은 총 에너지 질량이 일정하게 유지된다는 보존 법칙을 준수합니다.대부분의 경우 열역학에서 질량과 에너지는 별도로 보존된 것으로 취급됩니다.

인클로저의 요건과 거의 모든 중력 때문에 엄격하고 이상적으로 격리된 시스템은 실제로 실험이나 자연에서 발생하지 않습니다.그들은 매우 유용하지만,[1][2][3] 엄밀하게는 가상적이다.

고전적인 열역학은 보통 고립된 시스템의 존재를 가정하는 것으로 나타난다.그것은 또한 보통 경험의 열매로 제시된다.이상적으로 격리된 시스템에 대한 경험은 보고되지 않았습니다.

그러나 고립된 시스템을 포함한 일부 물리적 시스템이 내부 열역학적 평형 상태에 도달하는 것처럼 보인다는 것은 경험의 결실입니다.고전적인 열역학에서는 내부 열역학 평형 상태에 있는 시스템의 존재를 가정합니다.이 가설은 매우 유용한 이상화이다.

열역학 제2법칙에 따라 엔트로피가 증가하는 열역학 평형에 대한 점진적 접근의 개념을 설명하기 위해, 볼츠만의 H-theorem 방정식은 시스템(예를 들어 기체)을 가정하여 분리되었다.즉, 모든 기계적 자유도를 지정할 수 있으며, 주변 벽을 단순히 거울 경계 조건으로 취급할 수 있습니다.이것은 로슈미트의 역설로 이어졌다.그러나 실제 외벽에서 분자와 열복사의 확률적 거동을 고려한다면 시스템은 열탕에 있는 것이다.그렇다면 볼츠만의 분자 혼돈에 대한 가정은 정당화될 수 있다.

고립된 시스템의 개념은 많은 실제 상황을 근사하는 유용한 모델로 작용할 수 있습니다.이것은 특정 자연 현상의 수학적 모델을 구성하는데 사용되는 허용 가능한 이상화이다. 예를 들어, 태양계의 행성, 수소 원자의 양성자와 전자는 종종 고립된 시스템으로 취급된다.하지만, 때때로 수소 원자는 전자기 방사선과 상호작용을 해서 들뜬 상태가 된다.

방사선 절연

방사선 분리의 경우 벽은 플랑크가 상상한 것처럼 공동 내의 방사선을 완벽하게 반사할 수 있도록 완벽하게 전도성이 있어야 한다.

그는 처음에 물질이 없는 공동에서 열역학 시스템의 내부 열방사 평형을 고려하고 있었다.그는 완벽하게 반사되어 완벽하게 전도성이 있는 벽을 둘러싸고 무엇을 상상하는지 언급하지 않았다.아마도 완벽하게 반사되기 때문에 외부 전자기 효과로부터 캐비티를 분리할 수 있을 것입니다.플랑크는 고립된 공동 내에서 복사 평형을 이루려면 내부에 탄소 [4][5][6]한 점을 추가해야 한다고 주장했다.

완전한 반사벽이 있는 공동이 우주 규모의 온도를 유지하기에 충분한 복사 에너지를 포함하고 있다면, 그 방사선이 예를 들어 전자-양전자 쌍과 같은 물질의 입자를 발생시켜 열역학적 평형에 도달하기 때문에 탄소 반점은 필요하지 않다.

Ballian은 다른 접근법을 취한다.공동 내의 방사선을 정량화하기 위해, 그는 방사상으로 격리된 벽이 완벽하게 전도된다고 상상한다.그는 바깥의 질량을 언급하지 않고, 독자가 공동 내부를 질량이 없다고 가정하도록 의도하는 것처럼 보이지만, 그는 어떤 요인이 벽에 전류를 발생시킨다고 상상한다.만약 그 인자가 캐비티 내부에 있다면, 그것은 방사선일 수 있고, 따라서 완벽하게 반사될 것이다.그러나 열평형 문제의 경우, 그는 공동 내부의 방사선과 상호작용하는 하전 입자를 포함하는 벽을 고려한다. 이러한 공동은 물론 분리되지 않지만 열탕에 [7]있는 것으로 간주될 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 자발적 및 비순발적 과정의 열역학; I. M. Kolesnikov 외, 페이지 136 – https://books.google.com/books?id=2RzE2pCfijYC&pg=PA3
  2. ^ A 시스템과 그 주변 환경; UC Davis ChemWiki, UC Davis, 캘리포니아 대학교 - Davis, http://chemwiki.ucdavis.edu/Physical_Chemistry/Thermodynamics/A_System_And_Its_Surroundings#Isolated_System
  3. ^ 조지아 주립대학교 물리천문학부의 하이퍼물리학, http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/conser.html#isosys
  4. ^ 플랑크, M. (1914).The The The Theory of Heat Radiation, Masius 번역, P. Blakiston's Son & Co., 필라델피아, 페이지 43.
  5. ^ 파울러, R.H. (1929)통계역학: 평형에서의 물질의 특성 이론, 캠브리지 대학 출판부, 런던 페이지 74.
  6. ^ 랜즈버그, P.T.(1978년)열역학 및 통계역학, 옥스퍼드 대학 출판부, 영국 옥스퍼드 ISBN0-19-851142-6, 페이지 208-209.
  7. ^ 발리안, R. (1982)미시물리학에서 거시물리학으로 통계물리학의 방법과 응용, D. ter Haar, 제2권, 스프링거, ISBN 978-3-540-45478-6, 페이지 203, 215.