Что такое электрически изолированная система

Изолированная система

Изолированная система (замкнутая система) — термодинамическая система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией. В термодинамике постулируется (как результат обобщения опыта), что изолированная система постепенно приходит в состояние термодинамического равновесия, из которого самопроизвольно выйти не может (нулевое начало термодинамики).

Адиабатически изолированная система — термодинамическая система, которая не обменивается с окружающей средой энергией в форме теплоты. Изменение внутренней энергии такой системы равно производимой над ней работе. Всякий процесс в адиабатически изолированной системе называется адиабатическим процессом.

На практике относительная адиабатическая изоляция достигается заключением системы в адиабатическую оболочку (например, сосуд Дьюара). Реальный процесс может также считаться адиабатическим, если он протекает достаточно быстро, так, что за короткое время теплообмен с окружающими телами пренебрежимо мал.

Связанные понятия

Термодинамическая система — тело (совокупность тел), способное (способных) обмениваться с другими телами (между собой) энергией и (или) веществом; выделяемая (реально или мысленно) для изучения макроскопическая физическая система, состоящая из большого числа частиц и не требующая для своего описания привлечения микроскопических характеристик отдельных частиц, «часть Вселенной, которую мы выделяем для исследования». Единицей измерения числа частиц в термодинамической системе обычно служит число Авогадро.

Термодинамическое равновесие — состояние системы, при котором остаются неизменными во времени макроскопические величины этой системы (температура, давление, объём, энтропия) в условиях изолированности от окружающей среды. В общем, эти величины не являются постоянными, они лишь флуктуируют (колеблются) возле своих средних значений. Если равновесной системе соответствует несколько состояний, в каждом из которых система может находиться неопределенно долго, то о системе говорят, что она находится в.

Техни́ческая термодина́мика — раздел теплотехники и одновременно раздел термодинамики, занимающийся приложениями законов термодинамики в теплоэнергетике, теплотехнике и хладотехнике. Исторически термодинамика начала формироваться именно как техническая термодинамика — учение о превращении теплоты в работу. На этой стадии были сформулированы основные законы классической термодинамики и получены их математические выражения. В дальнейшем область термодинамических исследований расширяется и охватывает.

Термодина́мика (греч. θέρμη — «тепло», δύναμις — «сила») — раздел физики, изучающий наиболее общие свойства макроскопических систем и способы передачи и превращения энергии в таких системах. В термодинамике изучаются состояния и процессы, для описания которых можно ввести понятие температуры. Термодинамика — это феноменологическая наука, опирающаяся на обобщения опытных фактов. Процессы, происходящие в термодинамических системах, описываются макроскопическими величинами (температура, давление, концентрации.

Внутренняя энергия термодинамической системы может изменяться двумя способами: посредством совершения работы над системой и посредством теплообмена с окружающей средой. Энергия, которую получает или теряет тело в процессе теплообмена с окружающей средой, называется коли́чеством теплоты́ или просто теплотой. Теплота — это одна из основных термодинамических величин в классической феноменологической термодинамике. Количество теплоты входит в стандартные математические формулировки первого и второго.

Упоминания в литературе

Исследования процессов сохранения и превращения энергии привели к открытию еще одного закона – закона возрастания энтропии. «Переход теплоты от более холодного тела к более теплому, – писал Р. Клаузиус, – не может иметь места без компенсации»[5]. Меру способности теплоты к превращению Клаузиус назвал энтропией. Суть энтропии выражается в том, что во всякой изолированной системе процессы должны протекать в направлении превращения всех видов энергии в теплоту при одновременном уравнивании температурных разностей, существующих в системе. Это означает, что реальные физические процессы протекают необратимо. Принцип, утверждающий стремление энтропии к максимуму, называют вторым началом термодинамики. Первое начало – закон сохранения и превращения энергии.

Для обратимых процессов в изолированной системе энтропия является постоянной величиной, для необратимых процессов характерна неравномерность температуры в разных стадиях процесса, поэтому тепло будет распространяться от горячих участков к более холодным, а это приведет к возрастанию энтропии dS > 0.

Разрушение «реликтовой» первичной холономной связи на квантовом уровне проявляется в явлении декогеренции – потере системой чисто квантовых свойств и её переходе из суперпозиционного квантового состояния в смешанное. Причиной тому КМ называет взаимодействие со средой. К этому можно, однако, добавить, что глубинной основой такого взаимодействия выступает наличие интенционально-эмапатического импульса. Механизм декогеренции КМ представляет как запутывание первоначального квантового состояния с таким большим числом степеней свободы окружения (т. е. в наших представлениях – противоречивым разнообразием множества воздействующих извне интенциональных импульсов), так что в усреднённой картине вклад интерференционных членов оказывается как бы случайным и близким к нулю. Математическое описание декогеренции в КМ аналогично суммированию огромного числа произвольно смещенных друг относительно друга синусоид и делением этой суммы на их полное число. Каждая из подобных синусоид отвечает вкладу в интерференцию одной степени свободы окружения, и чем степеней свободы больше, тем ближе к нулю итоговый результат. Сама же интерференция возникает как результат сложения колебаний с разными фазами, что математически похоже на суммирование смещенных друг относительно друга синусоид. Однако в эти аспекты квантово-механических репрезентаций нам нет необходимости погружаться. Важно лишь иметь в виду, что системы абсолютно изолированные (замкнутые) и никак не взаимодействующие с окружением могут существовать лишь теоретически или в только в импликативном мире. Хотя абсолютно изолированных систем не существует, для двух или более частей единой системы, не взаимодействовавших и не взаимодействующих друг с другом, можно указать промежуток времени, в течение которого допустимо их считать автономными.

Этот закон утверждает, что материя в изолированной системе стремится к хаотическому состоянию. Однако часть солнечной энергии, как это уже обсуждалось выше, в результате реакции фотосинтеза преобразуется в высокоорганизованную материю. Это достигается благодаря тому, что живые организмы в процессе самоорганизации производят отрицательную энтропию или негаэнтропию.

Связанные понятия (продолжение)

Эксергия — предельное (наибольшее или наименьшее) значение энергии, которое может быть полезным образом использовано (получено или затрачено) в термодинамическом процессе с учётом ограничений, накладываемых законами термодинамики; та максимальная работа, которую может совершить макроскопическая система при квазистатическом переходе из заданного состояния в состояние равновесия с окружающей средой (эксергия процесса положительна), или та минимальная работа, которую необходимо затратить на квазистатический.

Адиабатический процесс является частным случаем политропного процесса, так как при нём теплоёмкость газа равна нулю и, следовательно, постоянна. Адиабатические процессы обратимы только тогда, когда в каждый момент времени система остаётся равновесной (например, изменение состояния происходит достаточно медленно) и изменения энтропии не происходит. Равновесный адиабатный процесс является изоэнтропным процессом. Некоторые авторы (в частности, Л. Д. Ландау) называли адиабатическими только обратимые.

Тепловой процесс (термодинамический процесс) — изменение макроскопического состояния термодинамической системы. Если разница между начальным и конечным состояниями системы бесконечно мала, то такой процесс называют элементарным (инфинитезимальным).

Вну́тренняя эне́ргия — принятое в физике сплошных сред, термодинамике и статистической физике название для той части полной энергии термодинамической системы, которая не зависит от выбора системы отсчета и которая в рамках рассматриваемой проблемы может изменяться. То есть для равновесных процессов в системе отсчета, относительно которой центр масс рассматриваемого макроскопического объекта покоится, изменения полной и внутренней энергии всегда совпадают. Перечень составных частей полной энергии.

Обратимый процесс — равновесный термодинамический процесс, который может проходить как в прямом, так и в обратном направлении, проходя через одинаковые промежуточные состояния, причем система возвращается в исходное состояние без затрат энергии, и в окружающей среде не остается макроскопических изменений. Количественным критерием обратимости/необратимости процесса служит возникновение энтропии — эта величина равна нулю при отсутствии необратимых процессов в термодинамической системе и положительна.

Пе́рвое нача́ло термодина́мики (первый закон термодинамики) — один из основных законов этой дисциплины, представляющий собой конкретизацию общефизического закона сохранения энергии для термодинамических систем, в которых необходимо учитывать термические, массообменные и химические процессы. В форме закона сохранения (уравнения баланса энергии) первое начало используют в термодинамике потока и в неравновесной термодинамике. В равновесной термодинамике под первым законом термодинамики обычно подразумевают.

Диссипа́ция энергии (лат. dissipatio «рассеяние») — переход части энергии упорядоченных процессов (кинетической энергии движущегося тела, энергии электрического тока и т. п.) в энергию неупорядоченных процессов, в конечном счёте — в теплоту. Системы, в которых энергия упорядоченного движения с течением времени убывает за счёт диссипации, переходя в другие виды энергии, например в теплоту или излучение, называются диссипативными. Для учёта процессов диссипации энергии в таких системах при определённых.

Второе начало термодинамики (второй закон термодинамики) устанавливает существование энтропии как функции состояния термодинамической системы и вводит понятие абсолютной термодинамической температуры, то есть «второе начало представляет собой закон об энтропии» и её свойствах. В изолированной системе энтропия остаётся либо неизменной, либо возрастает (в неравновесных процессах), достигая максимума при установлении термодинамического равновесия (закон возрастания энтропии). Встречающиеся в литературе.

Адиабатическое горение — горение, происходящее при постоянном давлении или объёме, при котором отсутствуют потери энергии в окружающую среду. Адиабатическая температура горения — это температура продуктов, достигаемая при полном протекании химических реакций и установлении термодинамического равновесия. Адиабатическая температура горения при постоянном давлении ниже адиабатической температуры горения при постоянном объёме, так как в первом случае часть производимой при реакции энергии затрачивается.

Стационарное состояние — состояние термодинамической системы, при котором значения термодинамических величин — температуры, давления, химического потенциала компонента смеси, массовой скорости — во всех частях системы остаются неизменными во времени. Зависимость от времени хотя бы одной термодинамические величины служит признаком нестационарности состояния. Стационарное состояние может быть как равновесным, так и неравновесными. Последнее реализуются лишь тогда, когда между термодинамической системой.

Изопроце́ссы — термодинамические процессы, во время которых количество вещества и один из параметров состояния: давление, объём, температура или энтропия — остаётся неизменным.

Равнове́сие фаз в термодинамике — состояние, при котором фазы в термодинамической системе находятся в состоянии теплового, механического и химического равновесия.

Квазистатический процесс в термодинамике — идеализированный процесс, состоящий из непрерывно следующих друг за другом квазистатических состояний, в которых характеризующие систему термодинамические величины за время наблюдения не изменяются. Если каждое такое квазистатическое состояние системы близко к состоянию равновесия и, следовательно, систему в каждый момент времени можно считать находящейся в термодинамическом равновесии, то такие процессы называют равновесными, или, точнее, квазиравновесными.

Диссипативная система (или диссипативная структура, от лат. dissipatio — «рассеиваю, разрушаю») — это открытая система, которая оперирует вдали от термодинамического равновесия. Иными словами, это устойчивое состояние, возникающее в неравновесной среде при условии диссипации (рассеивания) энергии, которая поступает извне. Диссипативная система иногда называется ещё стационарной открытой системой или неравновесной открытой системой.

Адиабатическая теорема — теорема квантовой механики. Впервые была сформулирована Максом Борном и Владимиром Фоком в 1928 году в таком виде.

Гидродина́мика (от др.-греч. ὕδωρ «вода» + динамика) — раздел физики сплошных сред, изучающий движение идеальных и реальных жидкостей и газа и их силовое взаимодействие с твёрдыми телами. Как и в других разделах физики сплошных сред, прежде всего осуществляется переход от реальной среды, состоящей из большого числа отдельных атомов или молекул, к абстрактной сплошной среде, для которой и записываются уравнения движения.

Термостре́ссовая конве́кция — явление переноса газа или жидкости вследствие неоднородности температурного распределения. В отличие от обычной конвекции наблюдается в отсутствии гравитационных сил.

Уравне́ние состоя́ния — соотношение, отражающее для конкретного класса термодинамических систем связь между характеризующими её макроскопическими физическими величинами, такими как температура, давление, объём, химический потенциал, энтропия, внутренняя энергия, энтальпия и др. Уравнения состояния необходимы для получения с помощью математического аппарата термодинамики конкретных результатов, касающихся рассматриваемой системы. Эти уравнения не содержатся в постулатах термодинамики, так что для.

Квантовая диссипация — раздел физики, изучающий квантовые аналоги процесса необратимой потери энергии, наблюдаемого на классическом уровне. Основная задача этого раздела — вывести классические законы диссипации, используя квантовую механику.

Спиновая температура — имеющая размерность температуры парциальная характеристика подсистемы спинов. Широко используется для описании свойств электронных и ядерных парамагнетиков во внешнем магнитном поле.

Тепломассообме́н — дисциплина изучающая закономерности процессов теплообмена сопровождающихся переносом вещества, то есть, массообменом:8.

Газ, или газообразное состояние (от нидерл. gas, восходит к др.-греч. χάος (háos)) — одно из четырёх основных агрегатных состояний вещества, характеризующееся очень слабыми связями между составляющими его частицами (молекулами, атомами или ионами), а также их большой подвижностью. Частицы газа почти свободно и хаотически движутся в промежутках между столкновениями, во время которых происходит резкое изменение характера их движения.

Метастабильное состояние (от греч. μετα «через» и лат. stabilis «устойчивый») — состояние квазиустойчивого равновесия физической системы, в котором система может находиться длительное время.

В теплопередаче и термодинамике термодинамическая система считается в тепловом контакте с другой системой, если она может обмениваться энергией с ней посредством теплоты. Полная тепловая изоляция представляет собой идеализацию, которую настоящие системы не достигают, так как они всегда соприкасаются со своей окружающей средой в некоторой мере.

Теплопередача — физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к менее горячему, либо непосредственно (при контакте), или через разделяющую перегородку из какого-либо материала. Когда физические тела одной системы находятся при разной температуре, то происходит передача тепловой энергии, или теплопередача от одного тела к другому до наступления термодинамического равновесия. Самопроизвольная передача тепла всегда происходит от более горячего тела к менее горячему, что является.

Термодинамика фотонного газа рассматривает электромагнитное излучение, используя понятия и методы термодинамики.

Равнове́сный тепловой процесс — тепловой процесс, в котором система проходит непрерывный ряд бесконечно близких равновесных термодинамических состояний.

Тепловое воспламенение — протекание экзотермической реакции в условиях прогрессивного самоускорения, обусловленного накоплением выделяющегося в ходе реакции тепла, приводящее к резкому повышению температуры системы. В результате в системе может произойти так называемый тепловой взрыв.

Декогере́нция — это процесс нарушения когерентности (от лат. cohaerentio — сцепление, связь), вызываемый взаимодействием квантовомеханической системы с окружающей средой посредством необратимого, с точки зрения термодинамики, процесса. Во время протекания этого процесса у самой системы появляются классические черты, которые соответствуют информации, имеющейся в окружающей среде. То есть система смешивается или запутывается с окружающей средой.

Пра́вило фаз (или правило фаз Гиббса) — соотношение, связывающее число компонентов, фаз и термодинамических степеней свободы в равновесной термодинамической системе. Роль правила фаз особенно велика при рассмотрении гетерогенных равновесий в многофазных многокомпонентных системах.

Физи́ческая кине́тика (др.-греч. κίνησις — движение) — микроскопическая теория процессов в неравновесных средах. В кинетике методами квантовой или классической статистической физики изучают процессы переноса энергии, импульса, заряда и вещества в различных физических системах (газах, плазме, жидкостях, твёрдых телах) и влияние на них внешних полей. В отличие от термодинамики неравновесных процессов и электродинамики сплошных сред, кинетика исходит из представления о молекулярном строении рассматриваемых.

Поверхностные состояния, (англ. Surface states) (также поверхностные электронные состояния) — электронные состояния, пространственно локализованные вблизи поверхности твёрдого тела.

Температу́ра (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) — физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел.

Диффу́зия (лат. diffusio «распространение, растекание, рассеивание; взаимодействие») — процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму. В некоторых ситуациях одно из веществ уже имеет выравненную концентрацию и говорят о диффузии одного вещества в другом. При этом перенос вещества происходит из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией.

Агрега́тное состоя́ние вещества (от лат. aggrego «присоединяю») — физическое состояние вещества, зависящее от соответствующего сочетания температуры и давления.

Гидроаэродинамика или динамика флюидов — подразделение гидроаэромеханики, описывающее законы флюидов (жидкостей или газов). У нее есть несколько собственных подразделений, в частности аэродинамика (изучение движения воздуха и других газов) и гидродинамика (изучение движения жидкостей). Гидроаэродинамика имеет широкое поле применений, среди которых вычисление расхода сил и нагрузки, действующих на самолеты, определение скорости потока нефти в нефтепроводах, предсказания погоды, изучение межзвездных.

Аксиоматика термодинамики имеет своей задачей выявление структуры термодинамических понятий и законов с целью логически непротиворечивого введения в научный оборот макроскопических физических величин, которым не даётся определения в других разделах физики, — внутренней энергии, энтропии и температуры: «в термодинамику вводятся две новые физические величины — энтропия и абсолютная температура; этот шаг подлежит обоснованию». Существует и другое представление о роли аксиоматики в термодинамике (Г.

Закон транзитивности термического равновесия (нулевой закон, нулевое начало термодинамики) вводит в физику представление об эмпирической температуре как физической величине, пригодной для характеристики состояния очень многих макроскопических объектов. Примером макроскопического объекта, не нуждающегося в использовании температуры и прочих термических величин для описания своего состояния, служит абсолютно твёрдое тело. Термические системы, то есть макроскопические системы, к которым применимо понятие.

Термодина́мика атмосфе́ры — раздел физики атмосферы, посвящённый изучению процессов передачи и превращения тепла в работу (и наоборот) в атмосфере Земли в связи с изучением физики погодных явлений или климата на основе фундаментальных законов классической термодинамики. Исследования в этой области необходимы для понимания свойств атмосферной турбулентности, конвекции, динамики планетарного пограничного слоя и его вертикальной устойчивости. Термодинамика атмосферы служит основой для моделирования.

Диссипати́вная фу́нкция (функция рассеяния) — функция, вводимая для учёта перехода энергии упорядоченного движения в энергию неупорядоченного движения, в конечном счёте — в тепловую (такой переход, например, имеет место при воздействии на механическую систему сил вязкого трения).

Сверхтекучий ге́лий-4 (англ. superfluid helium-4) — фазовое состояние гелия-4, изотопа элемента гелия, в каком он проявляет свойства жидкости с нулевой вязкостью: течет без трения по любой поверхности, протекает через очень мелкие поры, подчиняясь только своей собственной инерции. В то же время, в других экспериментах, тот же гелий проявляет свойства, присущие обычной жидкости (с ненулевой вязкостью). Сверхтекучее поведение гелия наблюдается при охлаждении его ниже критической температуры.

Большо́й канони́ческий анса́мбль — статистический ансамбль, отвечающий физической системе, которая обменивается энергией и частицами с окружающей средой, но находится с ней в тепловом равновесии.

Теоретическая тарелка (теоретическая ступень разделения) — теоретическая модель массообменных процессов в двухфазных средах, основанная на представлении массообменного устройства (тарелки) как теоретически идеальной, изолированной системы в состоянии термодинамического равновесия. Характеризует максимальную, теоретически возможную разницу концентраций компонентов в фазах при заданных условиях.

Критерий Ландау сверхтекучести — соотношение между энергиями и импульсами элементарных возбуждений системы (фононов), обусловливающее возможность её нахождения в сверхтекучем состоянии.

Изолированная система

Мы объясним, что такое изолированная система, ее характеристики и приведем несколько примеров. Также, что такое открытые и закрытые системы
Колба термоса – это изолированная система, по крайней мере, на некоторое время

Что такое изолированная система?

физике термодинамике изолированная система определяется как система , в которой нет обмена материей или энергией с окружающей средой, благодаря действию некоторых барьеров, которые позволяют сохранять ресурсы системы, предотвращая поступление ресурсов извне В этом они отличаются от закрытых систем, которые в той же области физики способны обмениваться энергией с окружающей средой (но не материей), и тем более от открытых систем, в которых обмен тем и другим происходит свободно Согласно Общей теории систем , возникшей в середине 20-го века, система – это часть вселенной, которая для ее изучения рассматривается как отдельная и ограниченная по отношению к своему окружению. Эта перспектива используется как в естественных науках , так и в социальных науках Однако в основном термин изолированная система используется в области физики. Его действие в этой области определяется законами сохранения, согласно которым определенные величины остаются постоянными в изолированной системе, по крайней мере, в течение некоторого времени. Это относится к массе , энергии, электрическому заряду , угловому моменту и линейному моменту Вам может быть полезно: Принцип сохранения энергии

Характеристики изолированной системы

• Они обладают своего рода барьерами, известными как изоляторы, которые значительно и заметно ограничивают обмен между внутренним и внешним миром.
• Пока они остаются изолированными, их ресурсы и свойства остаются постоянными и стабильными , т.е. неизменными: ничто не уходит и ничто не приходит, или, по крайней мере, не в значительных пропорциях.
• Не существует ни полной изоляции, ни совершенных изоляторов: все они обладают некоторым запасом потерь или утечки , но во многих случаях этот запас обычно пренебрежимо мал или незначителен при исследовании системы.
• Во многих случаях изоляция, созданная в системе, является временной, и при достаточном времени становится очевидной ее потеря или неточность.

Примеры изолированных систем

Хотя кабель служит для обмена энергией, до подключения он представляет собой изолированную систему.

Возможными примерами изолированной системы являются следующие случаи:

• Термоконтейнер , поддерживающий температуру веществ , например, пляжная кава или термос-фляга для горячего кофе.
• зимняя одежда , которая изолирует нас от холодного воздуха и поэтому не позволяет нам терять тепло тела с заметной скоростью.
• Кабели электропитания , которые покрыты изоляционным материалом (резина или пластик) для минимизации потерь электрической энергии при транспортировке к нашим домам (а также для минимизации потерь электрической энергии при транспортировке к нашим домам (а также для минимизации поражения электрическим током прохожих).
• Резиновые сапоги, которые мы используем для ходьбы по затопленной местности или по снегу, которые предотвращают попадание воды на ноги.

Открытые системы

Открытые системы это те, которые свободно обмениваются информацией, веществом и/или энергией с окружающей средой , без ограничений или барьеров, которые существенно ограничивают транзит между внутренним и внешним миром. Поэтому они представляют собой системы бесконечных, но внешних ресурсов, которые находятся в постоянной связи с окружающей средой

Закрытые системы

Закрытые системы – это те, в которых нет обмена веществом между внутренним и внешним миром. Поэтому они имеют ограниченные собственные ресурсы. Однако они могут обмениваться энергией с окружающей средой, а могут и не обмениваться. На практике закрытые системы встречаются гораздо чаще, чем изолированные

Изолированная система

На практике понятие изолированной системы является идеализированным, так как существуют поля, например, гравитационное поле, проникающие в каждую систему и изменяющие их энергию. Тем не менее во многих случаях концепция изолированной системы оказывается удобной моделью и часто используется при математическом описании природных явлений. В частности, при выводе постулата о росте энтропии во втором начале термодинамики H-теорема Больцмана использует предположение об изолированной системе, внутри которой может быть идеальный газ.

В термодинамике постулируется (как результат обобщения опыта), что изолированная система постепенно приходит в состояние термодинамического равновесия, из которого самопроизвольно выйти не может (нулевое начало термодинамики).

Промежуточным случаем между закрытой и изолированной системой является Адиабатически изолированная система, которая не обменивается с окружающей средой энергией в форме теплоты. Однако изменение внутренней энергии такой системы возможно за счёт производимой над ней работы, причём количество работы равно изменению энергии. Всякий процесс в адиабатически изолированной системе называется адиабатическим процессом.

Для осуществления адиабатической изоляции обычно заключают систему в адиабатическую оболочку (например, используют сосуд Дьюара). Реальный процесс может также считаться адиабатическим, если он протекает достаточно быстро, так, что за короткое время теплообмен с окружающими телами пренебрежимо мал.

См. также

• Термодинамическая система
• Открытая система
• Закрытая система
• Замкнутая система

Внешние ссылки

• Isolated system
• «Thermodynamics law was misapplied» — Iowa State Daily
• «Has the Second Law Been Falsified?» — Skeptical Inquirer
• «Evolution, Creation, Common Sense» — Mother Earth News
• «The perpetual myth of free energy» — BBC News

Что такое электрически изолированная система

Сохранение электрического заряда представляет собой важнейшее известное из опыта его свойство: в изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остаётся неизменной. Справедливость этого закона подтверждается не только в процессах электризации, но и в наблюдениях над огромным числом рождений, уничтожений и взаимных превращений элементарных частиц. Закон сохранения электрического заряда – один из самых фундаментальных законов природы. Неизвестно ни одного случая его нарушения. Даже в тех случаях, когда происходит рождение новой заряженной частицы, обязательно одновременно рождается другая частица с равным по величине и противоположным по знаку зарядом.

Электрический заряд элементарной частицы не зависит ни от выбора системы отсчёта, ни от состояния движения частицы, ни от её взаимодействия с другими частицами. Поэтому и заряд макроскопического тела не зависит ни от движения составляющих его частиц, ни от движения тела как целого.

Два одинаковых проводящих шарика, несущих заряды `Q_1=-9,0*10^(-9)` Кл и `Q_2=2,0*10^(-9)` Кл, приводят в соприкосновение и удаляют друг от друга. Какими станут заряды `Q_1^’` и `Q_2^’` шариков?

После приведения шариков в соприкосновение заряды, свободно перемещающиеся в проводниках, придут в движение и разделятся поровну между шариками. Действительно у зарядов «нет оснований предпочесть» один из шариков: «с точки зрения зарядов» шарики неотличимы. Тогда `Q_1^’=Q_2^’`. Заряды шариков найдём по закону сохранения электрического заряда:

Соображения симметрии, использованные при решении задачи, являются важнейшими в физике, к ним мы будем неоднократно обращаться в дальнейшем в различных разделах курса физики.

Свободный нейтрон `n` — незаряженная частица – распадается на протон `p`, электрон `e^-` и электронное антинейтрино $$ >_$$. Схему этой реакции записывают в виде $$ n\to p+^+>_$$. Найдите заряд `q` антинейтрино.

По условию нейтрон – незаряженная частица. Заряды протона и электрона равны соответственно `e` и `-e`. Из закона сохранения заряда следует, что заряд нейтрона равен сумме зарядов продуктов реакции, т. е. протона, электрона и антинейтрино:

Заряд электронного антинейтрино равен нулю.