По интенсивности обмена энергией и веществом все материальные системы теоретически принято делить на изолированные, закрытые и открытые.
Изолированные системы не обмениваются с окружающей средой ни веществом, ни энергией. Это означает, что окружающие системы никак не влияют на процессы в изолированных системах.
Закрытые системы обмениваются со средой энергией, но не обмениваются веществом.
Открытые системы обмениваются со средой и веществом, и энергией.
Иногда изолированные и закрытые системы объединяют в одну группу и называют замкнутыми системами.
Представленная классификация систем весьма условна, в чём можно убедиться, если попытаться найти примеры конкретных природных систем, которые соответствовали бы указанным классам.
Поиск примеров изолированных систем сразу же покажет, что таких систем в действительности не существует, поскольку если и можно представить себе некоторый герметичный ящик, в который никакие материальные частицы не проникают (вещество не входит и не выходит), то оградить внутренний объём этого ящика от всех силовых полей (например гравитационного) невозможно. А поле – это переносчик энергии.
В таком случае указанный ящик можно считать закрытой системой. Но опять-таки в современной физике известно, что всё наше пространство пронизывается различными элементарными частицами, многие из которых обладают высокой проникающей способностью и имеют массу, следовательно, вещество может также проникать в наш ящик и покидать его. Это означает, что и закрытой системы мы не получили.
Кроме того, надо также учесть, что в соответствии с формулой 2.1 (п.2.1) энергия может превращаться в массу и наоборот. В таком случае тем более теряется смысл приведённой классификации систем, поскольку понятия закрытые и изолированные системы представляют собой абстракции, которым в действительности ничего не соответствует, и все материальные системы являются открытыми.
Однако существующая классификация не совсем бессмысленна, так как, во-первых, абстрактные понятия часто являются удобным инструментом построения теорий, а во-вторых, во многих реальных системах обмен энергией или веществом настолько мал, по сравнению с другими окружающими процессами, что им можно пренебречь и систему можно считать изолированной или закрытой. Закрытой системой, например, можно считать нашу планету, для которой нельзя пренебречь потоком солнечной энергии, но можно пренебречь количеством вещества, попадающего из космоса в виде метеоритов и космической пыли, и веществом, теряемым в виде рассеивающихся молекул атмосферы.
Примером абстрактного понятия, которому в действительности ничего не соответствует, но без которого нельзя обойтись, является понятие точки в математике. Практически ни одна математическая теория не может быть создана без использования этой абстракции. В то же время в природе нельзя найти ни одного материального объекта, соответствующего этому понятию. Точка означает нечто, не имеющее размеров, а таких объектов в природе не существует. Любая точка в данном тексте – это несколько миллионов молекул краски, тогда за точки, казалось бы, можно принять атомы, из которых состоят молекулы краски. Но атом имеет размеры, в сотни тысяч раз превышающие размеры ядра, в котором сосредоточена почти вся его масса, и ядро можно считать точкой по отношению к атому. Но и ядро состоит из более мелких элементарных частиц и также не является точкой. Таким образом, в каждом абстрактном построении мы можем принимать в качестве точки самые различные материальные объекты, в зависимости от конкретных задач. Точками можно считать дома при взгляде на них из космоса, города на карте, планеты в Солнечной системе, звёзды в галактике и т.д.
Поэтому, подобную и весьма полезную нагрузку несут и такие абстрактные понятия как изолированная, закрытая и открытая системы, в чём мы убедимся несколько позднее (п. 2.5, 2.6).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему