Układ fizyczny – układ (wyodrębniony, realnie lub jedynie myślowo, fragment rzeczywistości), w postaci obiektu fizycznego lub zbioru takich obiektów[1][2]. Może on być oddzielony od otoczenia wyraźnymi granicami, które są powierzchniami nieciągłości określonych wielkości fizycznych, charakteryzujących układ[1][2]. W znaczeniu używanym w mechanice klasycznej to przede wszystkim zbiór ciał.
Układ fizyczny nie oddziałujący z otoczeniem, to układ fizyczny odosobniony[2].
Układ fizyczny rozpatrywany ze względu na jego stan termodynamiczny oraz wymianę z otoczeniem energii i składników (cząstek), to układ termodynamiczny.
Wyróżnia się[2]:
- układ termodynamicznie otwarty - gdy możliwy jest przepływ energii i składników między układem a otoczeniem,
- układ termodynamicznie zamknięty - gdy możliwy jest przepływ energii, ale nie składników,
- układ termodynamicznie izolowany - gdy niemożliwy jest ani przepływ energii, ani składników.
Układ fizyczny rozpatrywany ze względu na zachodzące w nim reakcje chemiczne to układ chemiczny.
Układ fizyczny jako system
[edytuj | edytuj kod]Układ fizyczny, rozpatrywany jako system (całość składająca się z powiązanych, sprzężonych ze sobą, oddziałujących wzajemnie na siebie elementów), określa się jako zespół obiektów fizycznych, oddziałujących na siebie wzajemnie, tzn. mogących przekazywać sobie nawzajem energię[3].
Między elementami układu dochodzi do oddziaływań istotnych do opisania, wyjaśnienia zachowania układu. W wyniku oddziaływań elementy układu mogą zmieniać swoje właściwości, wymieniać między sobą materię, energię, a tym samym informację.
Układ fizyczny a układ odniesienia
[edytuj | edytuj kod]- Układ współrzędnych nie jest układem fizycznym i nie należy go mylić z układem odniesienia.
- Układ odniesienia musi być ciałem lub układem ciał.
Przykłady układów fizycznych
[edytuj | edytuj kod]- jedno ciało w pustej przestrzeni,
- jedno ciało w polu zewnętrznym, np. ciało spadające w polu grawitacyjnym,
- dwa ciała oddziałujące ze sobą, np. układ Słońce - planeta (jeżeli pominiemy oddziaływania planety z innymi planetami, to można traktować ten układ w przybliżeniu jako odosobniony),
- wiele ciał - każde ciało w układzie oddziałuje z pozostałymi ciałami układu:
- planety i Słońce przyciągające się wzajemnie siłami grawitacyjnymi,
- cząstki naładowane elektrycznie, przyciągające się lub odpychające siłami elektrycznymi,
- zespół cząsteczek gazu,
- klasyczny oscylator harmoniczny, czyli np. ciało zawieszone na sprężynie lub wahadło,
- kwantowy oscylator harmoniczny.
