سوال جالب از شیمی 3

[numb95]

سلام

یه سوال جالب از شیمی 3 دیدم .خواستم جواب شما بچه های انجمنو دربارش بدونم:

آیا جمله مقابل صحیح است؟با ذکر دلیل

"فلاسک چای یک سامانه منزوی است"

سلام رفیق
این سوال دو جوابس و بستگی داره به کنکور سراسری اون سال
در اصل فلاسک سامانه‌ای منزوی نیست به خاطر اینکه دمای محتویات اون بعد از مدتی (شاید مدتی خیلی طولانی) با محیط اطرافش هم‌دما میشه
اما از طرفی ممکنه منزوی باشه اونم وقتی که سرعت تبادل دما با محیط اطراف اون‌قدر پایین بشه که عملاً نشه تغییر دما رُ حس کرد.(عجب پارادوکسی)
راستی توی یکی از کنکور‌های سراسری(۸۹ یا ۹۰ درست یادم نیست) منظورش از فلاسک ، سامانه‌ای بسته بود که یه عده گزینه‌ی منزوی بودن رو انتخاب کرده بودن و سوالشون پریده بود.
کلا این دسته سوالا جوابشون توی صورت مسئله است

[استاد مشمولی]

[حمید فتوت]

سلام

یه سوال جالب از شیمی 3 دیدم .خواستم جواب شما بچه های انجمنو دربارش بدونم:

آیا جمله مقابل صحیح است؟با ذکر دلیل

"فلاسک چای یک سامانه منزوی است"

خب معمولا دبیرا برای توجیح این جمله میگن که ما تو مدت کوتاه منزوی بودن سامانه رو بررسی میکنیم وگرنه سامانه منزوی به معنای واقعی کلمه نداریم!!!

[shahriar70]

آقا شما باید برای پاسخگویی به این سوال به این نکته توجه داشته باشید که فلاسک کلا چه جوری ساخته میشه ، تو اون مخزنی که آب جوش (مثلا) می‌ریزید ، یه فاصله و گسستگی‌ای وجود داره و سپس خود بدنه فلاسک قرار می‌گیره ، حالا چی می‌شه که تا چند وقت مثلا یه روز اون آب جوشه دووم میاره و جوش می‌مونه یا حداقل قابل استفاده واسه چایی‌هه ؟
جواب این سوال تو فیزیک 1 و فصل انتقال حرارت و شیوه انتقال حرارت به شیوه هدایتی و جابه‌جایی محصوره ؛ هر جسمی یه ضربی انتقال حرارت داره ، مثلا فلزات حرارت رو اکثرا خیلی خوب انتقال میدن و واسه همین هم کتری که رو اجاق میزاریم فلزی هست . حال چه کار کنیـــــــــــم تا اون آب جوش تو مخزن دمای محیط اطراف و به عبارت دقیق‌تر دمای بدنه فلاسک رو نگیره ، سازنده‌های فلاسک میان اون گپ یا گسستگی که ذکر شد رو خلا می‌کنن (فکر کنم) و به این ترتیب امکان انتقال حرارت از طریق هدایتی و جابه‌جایی به علت عدم وجود محیط مادی از بین میره و تنها راه انتقال حرارت ، انتقال حرارت به کمک تشعشع میشه که این روابط رو توی قانون وین توی فیزیک 2 پیش خواهید خواند. یعنی اگه تو اون فاصله خلا نباشه و ما ماده‌ای مثل آب بریزیم پس از حدود شاید یه ساعت اون آب حرارت رو از طریق هدایتی Q=kA ΔT/ΔL سریع انتقال می‌ده.
خلاصه این همه توضیح دادم که بفهمید چه فرقی بین بدنه فلاسک و خود مخزن فلاسک و آب جوش درون اون هست ، پس خود بدنه فلاسک سامانه منزوی نیست ، بلکه کاملا باز هست و با محیط مثل هلو تبادل انرژی (حرارت) می‌کنه ولی به علت گپ موجود میان بدنه و آب جوش ، مدت بسیار طولانی (∞ - البته از نوع فیزیکیش) طول میکشه تا از شیوه تشعشعی اختلاف دمای موجود کار خودشو بکنه و آب جوش رو هم به دمای محیط برسونه. یعنی توی شیمی و فیزیک بی‌نهایت می‌تونه هر زمانی باشه ، تو این مسئله یک روز در مقابل 5 دقیقه بی‌نهایت حساب می‌شه و در نتیجه آب داخل فلاسک حکم سامانه منزوی رو داره. پس بسته به اینکه ما مرزهای سیستم رو کجا درنظر بگیریم ، می‌تونیم منزوی فرضش کنیم و یا باز ، این حرف هم که میگن تقریبا منزوی و فلان و بسان ، خب خیلی بدیهی هست هر کسی میدونه روز دوم اون آب توی فلاسک نقش آب معمولی رو داره. این منزوی بودن یا نبودن نسبی هست در مقایسه با آب جوش تو لیوان کتاب میاد میگه که آب درون فلاسک منزوی هست.
متاسفانه افرادی که به ترمودینامیک تسلط نداشته باشند نمی‌تونن به اینگونه سوالات پاسخ دقیق بدن ؛ کلا فصل دو شیمی 3 به طور محسوسی با فصل 3 فیزیک 1 ، فصل انتهایی فیزیک2 ، فصل اول فیزیک3 (ترمودینامیک) و همین‌طور فیزیک پیش2 انرژی‌های انتقالی توسط اشعه‌های الکترومغناطیسی و قانون وین ارتباط داره و مفاهیـــــم بسیار مهمی داره که ایشاالله بچه‌های ریاضی که به رشته‌هایی مثل مهندسی مکانیک یا مهندسی شیمی روی میارن از این دست مطالب در دروس ترمودینامیک و انتفال حرارت بسیار مستفیذ خواهند شد.

[saeid_NRT]

فلاسک رو میشه تقریبا سامانه منزوی در نظر گرفت ولی تهنا سامانه ای که منزوی مطلق هست خود جهانه!