אנו מסבירים מהי מערכת סגורה, מאפייניה ודוגמאות שונות. כמו כן, מהן מערכות פתוחות ומבודדות.
מהי מערכת סגורה?
כאשר אנו משתמשים במונח מערכת סגורה, אנו מתייחסים לחלק מהיקום שנלקח למחקר כמשהו נפרד מהשאר, כלומר, מערכת שתכונתו האופיינית היא אי מתן אפשרות לחילופין חופשיים עם הסביבה. במילים אחרות, זוהי מערכת מופרדת משאר הסביבה, סגורה בתוך עצמה: ההיפך ממערכות פתוחות.
גישה זו ל מְצִיאוּת מגיע מה תורת המערכות הכללית, פרספקטיבה בין-תחומית שצצה באמצע המאה העשרים, וישימה על מדעי הטבע ול- מדעי החברה באופן שווה. מערכת סגורה לחלוטין, כלומר כזו שאינה מאפשרת שום סוג של חילופי דברים עם הסביבה, נקראת מערכת מבודדת.
הרעיון של מערכת סגורה לחלוטין שימושי רק כהפשטה: אפשר לראות מערכת סגורה כדי להתמקד באלמנטים הפנימיים שלה, מבלי לקחת בחשבון את החוץ, כל עוד תפקוד המערכת מאפשר זאת.
מסיבה זו, במדעי הטבע כגון גוּפָנִי מערכת סגורה נקראת אלה המחליפים בלבד אֵנֶרְגִיָה (חוֹם, למשל) עם הסביבה, ולא חוֹמֶר. בעוד שבמדעי החברה, מערכות סגורות הן אלו שנהנות מרווח מסוים של אוטונומיהבמילים אחרות, הם אינם דורשים הזרמת משאבים מתמדת מחו"ל, או שהם אינם מאפשרים כניסת גורמים זרים אליו.
מאפיינים של מערכות סגורות
מערכות סגורות מאופיינות בדברים הבאים:
- הם מופרדים בבירור מהסביבה, או על ידי מחסומים או הפרדות, או פשוט בגלל שיש להם גבולות מאוד ברורים בין פנים לחוץ. בכל מקרה, שום גורם משמעותי לא יכול לחצות את הגבולות הללו, לא מבפנים החוצה, ולא להיפך.
- במקרים מסוימים יתכנו חילופי אנרגיה, אך לא באופן חופשי וכניסה של משאבים חדשים מבחוץ אינה אפשרית.
- הן, אם כן, מערכות אוטונומיות, שאינן דורשות שום דבר שאינו בתוך המערכת עצמה. לכן, המשאבים שלך מוגבלים.
- מערכות סגורות לחלוטין נקראות מבודדות ומתקיימות רק ברמה תיאורטית.
דוגמאות למערכות סגורות
בתחומי היישום השונים האפשריים שלה, המקרים הבאים הם דוגמאות למערכת סגורה:
- מנקודת מבט פילוסופית, אין מערכת סגורה אחרת מלבד ה עוֹלָם: מה שיש בו הוא כל מה שקיים, לכן שום דבר לא נכנס או יוצא מהמערכת שלו (שאנחנו יודעים, לפחות): אין מחוץ ליקום.
- ב תֶרמוֹדִינָמִיקָהמערכות סגורות נחשבות לאלו שמחליפות רק אנרגיה, אך לא חומר, עם הסביבה. כך, למשל, לגבי גז שמסתובב במעגל קירור (מקרר, למשל), בו לא ניתן לברוח גז (חומר), אלא אנרגיה (בצורת חום, בדרך כלל על גב המכשיר).
- בעולם העסקים, ארגונים נחשבים סגורים בפני עֵסֶק שאין להם שום סוג של דיאלוג או התערבות בסביבתם, מגבילים את עצמם לתפקודים שלהם לא משנה היכן הם נמצאים.
- ב מחשוב, מערכות סגורות נחשבות לאותן מערכות מחשב שאינן מאפשרות כניסה ויציאה מהשטח מֵידָע, כך שהם לא קשורים לשום מערכת אחרת. מקובל גם להשתמש במונח כדי להתייחס ל תוֹכנָה מסורתי, בניגוד ל תוכנת קוד פתוח, המאפשר משתמשים להתערב בכם תִכנוּת.
מערכות פתוחות
מערכות שונות באינטראקציה שלהן עם הסביבה.
מערכות פתוחות, כפי שאמרנו בהתחלה, הן ההיפך הגמור מסגורות. אין בהם גבולות ומכשולים המונעים מעבר חופשי של מידע בין הפנים לחוץ, ולכן הם מערכות של משאבים אינסופיים אך חיצוניים, בקשר מתמיד עם הסביבה.
מערכות מבודדות
מערכות מבודדות הן שיקול של פיזיקה תרמודינמית. הם נקראים כך מכיוון שהם רחוקים מדי ממערכות אחרות מכדי לקיים איתם אינטראקציה יעילה. במקרים אחרים יש להם גבולות המגבילים את ההחלפה בין הפנים לחוץ, כמו במקרה של מבודדים תרמיים המונעים איבוד חום ממיכל תרמי, בביגוד חורף תרמי או בקצוות של מקרר.