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È chiamatosistema termodinamico isolato a uno che non scambia energia o materia con l'ambiente in cui si sviluppa. Sono, quindi, sistemi ideali, inesistenti nella realtà se non per un certo periodo di tempo e secondo certe considerazioni.
Esistono due possibili utilizzi per il termine sistema isolato, uno nel campo dell'elettronica e uno nel campo della termodinamica.
In elettronica, i sistemi elettrici isolati sono quelli che operano al di fuori di una rete di fornitura consolidata e lo fanno da remoto grazie a fonti di energia autonome, come pannelli solari, turbine eoliche o fonti geotermiche.
Tuttavia, l'uso più comune del termine è il secondo, riferito alla termodinamica o branca della fisica che studia la meccanica del calore e dell'energia.
In entrambi i casi si chiamasistema a una porzione di realtà i cui elementi operano attraverso un rapporto più o meno ordinato tra loro. Il corpo umano, il pianeta Terra o anche la Via Lattea possono essere intesi come sistemi.
- Vedi anche: equilibrio termico
Tipi di sistema termodinamico
Questo ramo della fisica di solito distingue tra tre tipi di sistema:
- Sistema aperto. Che scambia liberamente materia ed energia con il suo ambiente, come l'acqua degli oceani, suscettibile di riscaldamento, evaporazione, raffreddamento, ecc.
- Sistema chiuso. Che scambia solo energia ma non materia con il suo ambiente, come un contenitore di plastica chiuso, il cui contenuto non può essere estratto ma può essere raffreddato o riscaldato.
- Sistema isolato. Che non scambia materia (massa) o energia con il suo ambiente. Non esistono sistemi perfettamente isolati.
- Può servirti: sistemi aperti, chiusi e isolati
Esempi di sistemi isolati
- Le tute in neoprene. L'utilizzo di queste tute protegge per un periodo di tempo lo scambio termico tra l'acqua e il corpo, e ne impedisce la penetrazione all'interno.
- Il thermos. Per un certo tempo i thermos sono in grado di isolare il calore contenuto all'interno e impedire la fuoriuscita e l'ingresso di energia e materia.
- Una cavitazione termica.Le cantine operano sulla base dell'estrema riduzione dell'apporto termico, mantenendo freddo il loro contenuto per un certo periodo. Una volta superato l'intervallo di tempo, il contenuto inizierà a riscaldarsi.
- Igloo degli eschimesi. Sono progettati in modo tale che nessun calore o materia entri o esca.
- Una bombola di gas. Contenuto sotto pressione al suo interno, il gas è isolato dalla materia e dall'energia che lo circonda in condizioni normali poiché il riscaldamento della bombola può costringere il gas ad espandersi e si verifica una tragedia.
- L'universo. L'universo è un sistema isolato poiché nulla entra o esce, né materia né energia.
- Cibo in scatola. In condizioni normali, questi alimenti sono lontani da qualsiasi scambio di materia o energia. Certo, sarebbe possibile riscaldare o raffreddare la lattina, e anche scioglierla a temperature estreme, ma anche allora per un (breve) istante il cibo sarà completamente isolato dal calore.
- Una cassaforte.Il contenuto delle casseforti è separato da spessi strati ermetici di metallo dal suo ambiente, isolato dalla materia e dall'energia, almeno in condizioni normali: se lo gettiamo in un vulcano è certo che si scioglie e il suo contenuto viene incenerito.
- Una camera iperbarica. Utile proprio per isolare i subacquei con bolle di azoto nel sangue dalle condizioni atmosferiche, una camera iperbarica non consente lo scambio di materia o energia, o almeno non in quantità apprezzabili e significative.
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