Układ fizyczny

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

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

• 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

• 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.

Przypisy

1. Leksykon naukowo-techniczny, 1984, s. 1032.
2. Wielka encyklopedia PWN, t. 28, 2005, s. 242.
3. Słownik fizyczny, 1992, hasło "układ fizyczny".