Hệ cô lập là gì?

Đáp án chi tiết, giải thích dễ hiểu nhất cho câu hỏi: “Hệ cô lập là gì?” cùng với kiến thức tham khảo do Top lời giải biên soạn là tài liệu cực hay và bổ ích giúp các bạn học sinh ôn tập và tích lũy thêm kiến thức bộ môn Vật lý 11. 

Hệ cô lập là gì?

Hệ cô lập là hệ chỉ có các vật trong hệ tương tác với nhau (gọi là nội lực) các nội lực trực đối nhau từng đôi một. Trong hệ cô lập không có các ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc có ngoại lực thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau.

Kiến thức tham khảo về hệ cô lập

1. Định nghĩa về hệ cô lập

Hệ vật lý kín hay còn gọi là hệ kín, hệ cô lập; đó là hệ mà trong đó chỉ có nội lực của các vật của hệ tác dụng lẫn nhau. Có nghĩa là một hệ không chịu tác dụng của ngoại lực hoặc ngoại lực triệt tiêu lẫn nhau.

Hay có định nghĩa khác: Hệ kín là hệ vật mà trong đó chỉ có các vật trong hệ tương tác lực với nhau, nếu có ngoại lực thì hợp của ngoại lực bằng 0.

Trong thực tế thì không bao giờ có hệ kín mà có thể xem là hệ kín nếu:

- Nội lực rất lớn so với ngoại lực (ví dụ: Đạn nổ,nổ hạt nhân...)

- Thời gian tương tác nhanh

- Hệ kín theo một phương nào đó.

Trong thực tế, khó có thể thực hiện một hệ kín tuyệt đối vì không thể triệt tiêu hoàn toàn lực ma sát, lực cản của môi trường và đặc biệt là lực hấp dẫn của các thiên thể tác dụng lên hệ. Tuy nhiên trong những điều kiện nhất định có thể coi hệ gần đúng là hệ kín (hệ cô lập).

2. Ví dụ về hệ cô lập

Ví dụ 1: Nếu chúng ta đậy nắp ấm của tách trà bằng nắp, thì nó sẽ trở thành một hệ thống kín. Ở đó, hơi nước không thể thoát ra khỏi hệ thống. Ngoài ra, các phân tử khí xung quanh không thể xâm nhập vào hệ thống. Do đó, không có sự trao đổi vật chất. Tuy nhiên, sức nóng của trà trao đổi với xung quanh. Chúng ta có thể cảm nhận được sức nóng nếu chạm vào nắp cốc. Do đó năng lượng đi ra bên ngoài dưới dạng nhiệt năng. Ở đó, hệ thống đạt được trạng thái cân bằng với xung quanh khi nhiệt độ bên trong và bên ngoài hệ thống trở nên bằng nhau.

Ví dụ 2: Hệ gồm các vật nằm trong khoảng không vũ trụ và không chịu tác dụng của lực nào cả được coi là một hệ kín lý tưởng. Tuy nhiên không có một hệ như vậy trong thực tế.

Thông thường các hệ chịu tác dụng của các ngoại lực cân bằng được coi là hệ kín như hệ vật và Trái Đất…

Hệ chịu tác dụng của ngoại lực nhưng có độ lớn nhỏ hơn nhiều so với nội lực trong hệ cũng được coi là hệ kín. Chẳng hạn như hệ gồm tên lửa và nhiên liệu khi được phóng.

Ví dụ 3: Một bình Deᴡar chứa hóa chất được đậу kín ᴠà được bao phủ bằng một lớp cách nhiệt thật dàу để cho ᴠật chất ᴠà nhiệt lượng không thể trao đổi ᴠới môi trường ngoài.

Ví dụ 4: Nếu bỏ qua lực hấp dẫn của các vật khác thì hệ Vật - Trái Đất được xem là hệ kín.

Ví dụ 5: Trong các trường hợp đạn nổ, va chạm, các nội lực thường rất lớn so với ngoại lực nên hệ vật có thể coi gần đúng là hệ kín trong thời gian ngắn xảy ra hiện tượng.

3. Ý nghĩa của hệ kín

Hệ kín là điều kiện để một số định luật vật lý được nghiệm đúng. Trong đó có định luật quan trọng là định luật bảo toàn động lượng.