Что такое замкнутая система

I. Механика

что такое замкнутая система

Это система тел, которые взаимодействуют только друг с другом. Нет внешних сил взаимодействия.

В реальном мире такой системы не может быть, нет возможности убрать всякое внешнее взаимодействие. Замкнутая система тел — это физическая модель, как и материальная точка является моделью. Это модель системы тел, которые якобы взаимодействуют только друг с другом, внешние силы не берутся во внимание, ими пренебрегают.

Закон сохранения импульса

В замкнутой системе тел векторная сумма импульсов тел не изменяется при взаимодействии тел. Если импульс одного тела увеличился, то это означает, что у какого-то другого тела (или нескольких тел) в этот момент импульс уменьшился ровно на такую же величину.

Рассмотрим такой пример. Девочка и мальчик катаются на коньках. Замкнутая система тел — девочка и мальчик (трением и другими внешними силами пренебрегаем). Девочка стоит на месте, ее импульс равен нулю, так как скорость нулевая (см. формулу импульса тела).

После того как мальчик, движущийся с некоторой скоростью, столкнется с девочкой, она тоже начнет двигаться. Теперь ее тело обладает импульсом. Численное значение импульса девочки ровно такое же, на сколько уменьшился после столкновения импульс мальчика.

Одно тело массой 20кг движется со скоростью , второе тело массой 4кг движется в том же направлении со скоростью . Чему равны импульсы каждого тела. Чему равен импульс системы?

Импульс системы тел — это векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему. В нашем примере, это сумма двух векторов (так как рассматриваются два тела), которые направлены в одну сторону, поэтому

Сейчас вычислим импульс системы тел из предыдущего примера, если второе тело двигается в обратном направлении.

Так как тела двигаются в противоположных направлениях, получаем векторную сумму импульсов разнонаправленных. Подробнее о сумме векторов.

Главное запомнить

1) Что такое замкнутая система тел;
2) Закон сохранения импульса и его применение

Источник: http://fizmat.by/kursy/zakony_sohranenija/sohranenie_impulsa

Термодинамика замкнутых систем

что такое замкнутая система

Определение 1

Термодинамическими системами, зачастую, будут называться не любые, а исключительно макроскопические системы, пребывающие в термодинамическом равновесии. Аналогичным образом, термодинамическими параметрами будут считаться такие параметры, которые могут характеризовать систему в термодинамическом равновесии.

Рисунок 1. Внутренняя энергия термодинамической системы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В свою очередь, внутренние параметры системы будут подразделяться на определенные разновидности:

  • интенсивные (не зависимые от массы и количества частиц в системе), способны принимать в каждой ее точке определенные значения;
  • экстенсивные (пропорциональны массе или числу частиц в системе), еще называются аддитивными и характеризуют систему в формате целого.

Разновидности систем в термодинамике

Рисунок 2. Типы термодинамических систем. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Системы в термодинамике подвержены классификации следующим образом:

  • замкнутая (изолированная) система (система с отсутствующим энергообменом с внешними телами, также они не обмениваются веществом и информацией);
  • закрытая система (здесь наблюдается исключительно энергетический обмен);
  • адиабатно изолированная система (наблюдается наличие энергообмена исключительно в формате теплоты);
  • открытая система (здесь уже присутствует три вида обмена: информацией, веществом и энергией).

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

На базе первого начала термодинамики, внутренняя энергия системы представляет однозначную функцию ее состояния, а изменение осуществляется исключительно в условиях воздействия внешних факторов. Первое начало можно сформулировать в таких видах:

  • появление и ликвидация энергии становятся невозможными;
  • любая форма движения в состоянии и обязана становиться любой иной формой движения;
  • внутренняя энергия представляет собой однозначную форму состояния;
  • исключается возможность вечного двигателя первого рода;
  • бесконечно малое изменение внутренней энергии считается полным дифференциалом;
  • исключается зависимость суммы количества теплоты и работы от пути процесса.

Первый закон термодинамики постулированием закона сохранения энергии для термодинамической системы не может указывать направление выполняемых в природе процессов, которое устанавливает второе начало термодинамики.

Второй закон термодинамики для замкнутых систем

Рисунок 3. Второй закон термодинамики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как найти температурный коэффициент

При изучении второго закона термодинамики, для лучшего понимания замкнутых систем, стоит рассматривать такой вид систем на примерах. Так, можно рассмотреть замкнутую систему, состоящую из двух контактирующих между собой тел с различными температурами. Тепло при этом начнет передаваться от тела с большей температурой к телу, обладающему меньшей.

Подобный принцип теплового распределения будет продолжительным до того момента, пока температуры этих двух тел не выровняются. В итоге такого процесса, будет наблюдаться передача от одного тела к другому конкретного количества тепла, энтропия при этом (у первого) снизится на величину, более меньшую, сравнительно с увеличением у второго тела (не принимающего теплоту).

Вследствие подобного самопроизвольного процесса, энтропия системы из двух тел окажется большей, чем сумма энтропий этих тел до начала процесса. Другими словами, самопроизвольный процесс теплопередачи от тела с высокой температурой телу с более низкой спровоцировал увеличение энтропии системы из данных двух тел.

Это создает еще одну формулировку второго закона термодинамики: в условиях прохождения в изолированной системе самопроизвольных процессов, наблюдается возрастание энтропии. Другими словами, энтропия подобной системы стремится к своему максимуму, поскольку самопроизвольные процессы теплопередачи всегда будут происходить при перепадах температур.

Суть термодинамики замкнутых систем

Замечание 1

В природе не существует термодинамических систем замкнутого типа. Термодинамические процессы обязательно будут сопровождаться фазовыми переходами вещества, по той причине, что даже у гелия – (наиболее инертного из газов) присутствует в нормальных условиях 0,08196% молекул, пребывающих в состоянии динамического равновесия с атомами. То есть коэффициент конденсации не равен единичному значению.

Неравновесность системы определяется за счет градиента частоты ее осцилляторов, сама система стремится к равновесию (равенство частот). Распространение энергии происходит исключительно от большей частоты к меньшей. Обратный процесс допускается через третье тело, которое испытывает в этот момент фазовый переход.

Замечание 2

Теплопроводность является энергопроводностью, когда осцилляторы, обладающие большей частотой, производят передачу ее осцилляторам с меньшей, что происходит за счет конвективного перемешивания.

Несмотря на равенство такого пути по своей протяженности половине расстояния до Луны, он оказывается при этом совершенно не затратным. Это объясняется тем фактом, что в объеме глобулы осциллятор оказывается единственным телом, перемещающимся в истинном вакууме. Наряду с тем, перемещение глобулы в отношении соседних сопровождается определенным трением и по этой причине представляет собой процесс, энергетически затратный.

Коэффициент энергопередачи (теплопередачи) в естественных условиях, например, при конвекции, у стенки будет пропорциональным частоте осцилляторов пристенного слоя, ее шероховатости, критическому расстоянию непосредственного взаимодействия осцилляторов и также обратно пропорциональным объему глобул газа вдали от стенки.

Таким образом, механизм возникновения конвективного тока газа будет логично представлять в таком формате: допустим, что одна глобула на дне получит приращение частоты и энергии. Ее объем при этом будет возрастающим, плотность станет меньше, и тогда произойдет ее всплытие с заталкиванием соседствующих глобул (на ее месте при этом окажется другая глобула, которая далее направится вверх ровно следом за первой). Таким способом появляется элементарный восходящий конвекционный ток.

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/termodinamika_zamknutyh_sistem/

Замкнутое водоснабжение

что такое замкнутая система

Водоснабжение › Типы водоснабжения ›

Замкнутый цикл водопользования — это система промышленного водоснабжения и водоотведения, в которой многократное использование воды в одном и том же производственном процессе, осуществляется без сброса сточных и других вод в природные водоемы.

Создание замкнутых систем водоснабжения промышленных предприятий и узлов, а также ТПК необходимо обосновывать экономическими или экологическими расчетами и сравнивать с существующими системами.

Наши преимущества:

10

10 лет стабильной и успешной работы

500

Выполнено более 500 000 м2

Почему у нас лучшая цена?

100

100% контроль качества

5

5 лет гарантии на выполненные работы

1500

1500 м2 площадь собственных складских помещений

Где стоит применить замкнутое водоснабжение

Предназначено замкнутое водоснабжение для того, чтобы значительно уменьшить объем, который подается из источника. Это дает большинство достоинств, потому что вода менее загрязненная. Ведь каждый из нас представляет, какой чистоты наши реки и озера. Все это связано, с тем, что предприятия не хотят очищать воды.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое отклонение напряжения

Наибольшую популярность такая система получила именно на промышленных предприятиях, и это связано с двумя факторами – это экологическая ситуация и то, что это экономически выгодно. Один раз, подав воду в систему, вы полностью забывает о следующей подаче, дополнительная подача воды необходима лишь для того, чтобы воды ни когда не заканчивалась и не ликвидировалась из системы.

Казалось бы, зачем замкнутое водоснабжение нужно в дополнительной жидкости, один раз подал и она кружиться сама по себе, однако не все так просто, вода имеет свойство испаряться и это не один фактор исчезновения. Второй вид тоже иметься, а это капельный унос.

За счет того, что капли выходят из процесса, через некоторое время образуется дефицит, который нужно решать быстро и четко, чтобы деятельность предприятия не останавливалось.

Чтобы это все воплотилось не просто в идею, но и в ее реализацию, нужно провести анализ и понять оправдано ли закрытое водоснабжение именно в этом месте или на данном предприятии.

Для этого проводятся специальные тестирования, тесты и испытания после которых составляется заключение. По итогам данных документов и производиться выбор между тем, располагать или не располагать в данном месте очистные сооружения.

Уже говорилось, что наиболее применяемое замкнутое водоснабжение используется на предприятиях, так вот, если посмотреть на отрасли, то наибольшую популярность получили химические предприятия и предприятия водного хозяйства. Эти отрасли довольно распространены, поэтому все более на слух попадает данное определение.

Если говорить о задачах, тут можно прийти к выводу, что оно нужно каждому предприятию, и в этом есть смысл.

Во-первых, не нужно платить за воду, которую продают коммунальные хозяйства, и гнут свою цену вверх. Вторым очевидным плюсом, как денежным и, так и трудоемким является не обязательный сброс воды в канализацию.

В связи с этим нет необходимости тратить деньги на рытье траншей, прокладку трубопроводов канализации и обратную засыпку.

Не нужно также и строить локальные очистные сооружения, а ведь, если вдуматься они стоят очень больших денег, которые некоторые предприятия просто не могут выделить, из-за очень маленького бюджета или из-за того, что они только пришли на рынок химии, например.

Им нужен начальный капитал, и они не могут тратиться на очистку, приоритетом для них стоит покупка нового и современного оборудования.
Вы спросите какой имеет принцип замкнутое водоснабжение и мы ответим вам, это обратный осмос при помощи которого экономятся достаточно большие денежные средства, которые затем можно израсходовать по другому назначению.

Если разбирать систему, то нужно потратить большое количество времени, это связано с тем, что в ее состав входят многие трубопроводы, различных диаметров и много других систем, таких как магистральных и охлаждающих.

Если говорить о замене и ремонте, то это тоже с экономической точки зрения очень выгодно, потому что не требуется вызывать дополнительные службы.

Это происходит в большинстве случаев, однако и бывает такое, что проблема очень серьезная, и никто не может разобраться, в чем же проблема, в этом случае все-таки приходиться прибегать к помощи какой либо организации.

Стоимость работ можно узнать только после тщательного анализа, для этого требуется составление сметы. В смете должны быть указаны все работы, которые будут произведены, чтобы замкнутое водоснабжение снова начало полноценно работать.

Схема замкнутой системы

Из основной ёмкости, которая служит либо рабочим, либо питающим резервуаром, вода поступает в комплекс очистки. Там из него удаляются не только взвеси и осаждающиеся фракции, но и растворённые вещества. Кроме того, здесь улавливается углекислота, аммоний преобразуется в нитрат, происходит обогащение кислородом и общая дезинфицирующая манипуляция.

Так замкнутая система водоснабжения осуществляет  полную регенерацию бывшей в эксплуатации воды. Все действия осуществляются и корректируются с помощью пульта ЦСУ. Стоит отметить, что в каждом производственном или потребительском направлении есть свои основы и нормативные представления, какую воду можно считать пригодной для повторного употребления.

В оборотных контурах отдельные восстанавливающие действия обычно связаны и с потерей объема жидкости. До 1/12 изначального содержимого покидает очистной комплекс через дренаж вместе с осажденными фракциями. Также, от некоторых форм включений замкнутая система водоснабжения избавляется на предварительном этапе отстаивания. Прочая взвесь в дальнейшем вылавливается микроскопическими ситами.

При необходимости на поздних этапах устанавливают «отгонные» колонны, которые удаляют из воды скопившуюся двуокись углерода и обогащают его кислородом. В особых случаях делают УФ стерилизацию и озонацию.

При сложности и высокой стоимости узлов замкнутая система водоснабжения обретает растущую актуальность из-за общей тенденции ужесточения наказаний за разрушение экологического баланса. Но окончательно целесообразность её привлечения к работе конкретного контура может дать лишь глубокий технико-экономический анализ.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое реле тока

Советы по эксплуатации системы

Сама система должна устанавливаться в хорошо проветриваемом помещении, температурные показатели воздуха не должны превышать +5°С. Связано это с тем, что замкнутое водоснабжение предусматривает использование очистных сооружений, которые работают по принципу химической, биологической и механической очистки.

Для очистки сточных вод применяются различные реагенты (коагулянты, пеногасители, флокулянты и пр.). Во время флотации происходит химическая обработка сточных вод. При этом необходимо следить за тем, чтобы содержание солей в воде не превышало показатели, которые содержат гигиенические требования к водоснабжению.

Также при устройстве системы замкнутого водоснабжения надо следить за тем, чтобы вся металлическая арматура была заземлена. Для этих целей подойдут привинчивающиеся скобы.

Установки замкнутого водоснабжения

Чтобы удалять отходы, выделяемые рыбами, и добавлять кислород для поддержания жизни и здоровья рыб, воду в УЗВ необходимо постоянно очищать. УЗВ, по сути, является довольно простой системой.

От водостока рыбоводных бассейноввода поступает в механический фильтр, оттуда в биологический фильтр, затем она аэрируется, из нее удаляется углекислый газ, после чего она снова подается в рыбоводные бассейны. Это основной принцип рециркуляции. Иллюстрация 2.1 Изображение принципа УЗВ.

Основная система очистки воды состоит из механической фильтрации, биологической очистки и аэрации/дегазации. В зависимости от потребностей можно также добавить другие установки, например, для обогащения кислородом или УФ-дезинфекции.

Корм съедается и переваривается ими и используется в обмене веществ, обеспечивая энергию и питательные вещества для роста и других физиологических процессов. Кислород (O2) поступает через жабры и необходим для производства энергии и расщепления белков, тогда как углекислый газ (CO2) и аммиак (NH3) производятся как отходы.

Непереваренный корм выделяется в воду в форме экскрементов, называемых также взвешенными веществами (ВВ) и органическим веществом. Углекислый газ и аммиак выделяются в воду через жабры. Итак, рыбы потребляют кислород и корма, в результате чего вода в системе загрязняется экскрементами, углекислым газом и аммиаком.

В УЗВ рекомендуется использовать только сухие корма. Необходимо избегать применения сорной рыбы в любой форме, поскольку она сильно загрязняет систему и значительно повышает вероятность заражения различными заболеваниями.

Использование сухих кормов является безопасным, и их преимущество также заключается в том, что их состав точно соответствует биологическим потребностям рыб.

Сухие корма вносятся в форме гранул различного размера, подходящих для любого этапа развития рыб, а ингредиенты сухих кормов могут комбинироваться различным образом, что позволяет разрабатывать специализированные корма: стартовые, продукционные, для ремонтно-маточного стада и т.д.

В УЗВ благоприятным является высокий коэффициент использования кормов, поскольку он сводит к минимуму количество выделяемых отходов, что, в свою очередь, снижает нагрузку на водоочистные системы. В профессионально управляемой системе все выдаваемые Иллюстрация 2.2

Результатом потребления кормов и кислорода является рост рыб и выделение отходов.  корма съедаются, что сводит количество несъеденного корма к минимуму.

Кормовой коэффициент (КК), показывающий, сколько килограммов кормов Вы используете на каждый килограмм
произведенной Вами рыбы, улучшается, и рыбовод полу чает больший выход продукции и меньшее воздействие на систему фильтрации. Несъеденный корм означает лишнюю трату денег и приводит к излишней нагрузке на систему фильтрации.

Следует отметить, что существуют корма, особенно подходящие для использования в УЗВ. Состав подобных кормов направлен на максимизацию усвоения протеинов и, соответственно, сведения к минимуму выделения аммиака в воду.

Получите коммерческое предложение на email:

Нужна консультация? Звоните:

Источник: https://www.air-ventilation.ru/Zamknutoe-vodosnabzhenie.htm

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
220 вольт
Светильники для натяжного потолка как выбрать

Закрыть