Вопрос: Какие термодинамические системы называют открытыми?
Выберите один ответ:
- Системы, которые обмениваются веществом с другими системами
- Понятие «открытые» системы не существуют
- Системы, у которых отсутствует теплообмен с другими системами или с окружающей средой
- Системы, которые обмениваются веществом и энергией с другими системами и с окружающей средой
- Системы, которые не обмениваются веществом и энергией с другими системами или с окружающей средой
Решение:
Термодинамическая система — это совокупность тел, которые могут обмениваться энергией и/или веществом с окружающей средой.
Существуют три основных типа термодинамических систем:
- Открытые системы: это системы, которые обмениваются как веществом, так и энергией с окружающей средой. Примером может служить кипящая вода в открытой кастрюле: вода испаряется (обмен веществом), и тепло уходит в воздух (обмен энергией).
- Закрытые системы: это системы, которые обмениваются только энергией, но не веществом с окружающей средой. Примером может быть вода в плотно закрытой кастрюле, которая нагревается: тепло передается, но вода не испаряется из кастрюли.
- Изолированные системы: это идеализированные системы, которые не обмениваются ни веществом, ни энергией с окружающей средой. В реальности полностью изолированных систем не существует, но хорошим приближением может быть термос с горячим напитком.
Исходя из определений, открытые системы — это те, которые обмениваются и веществом, и энергией с окружающей средой.
Рассмотрим предложенные варианты:
- Вариант 1: "Системы, которые обмениваются веществом с другими системами" – это неполное определение, так как открытые системы обмениваются ещё и энергией.
- Вариант 2: "Понятие «открытые» системы не существуют" – это неверно, такие системы существуют и широко изучаются.
- Вариант 3: "Системы, у которых отсутствует теплообмен с другими системами или с окружающей средой" – это описание изолированных систем (или адиабатических, если речь только о теплообмене).
- Вариант 4: "Системы, которые обмениваются веществом и энергией с другими системами и с окружающей средой" – это точное определение открытой термодинамической системы.
- Вариант 5: "Системы, которые не обмениваются веществом и энергией с другими системами или с окружающей средой" – это описание изолированных систем.
Правильный ответ: 4