układ fizyczny

układ fizyczny,

pojęcie stosowane w fizyce i in. naukach mat.-przyr. oraz w technice, oznaczające wyodrębniony z otaczającego świata obiekt lub zbiór obiektów, którego właściwości lub zjawiska w nim zachodzące są przedmiotem badań;

u.f. jest np. ciało niebieskie, maszyna, pole wokół ładunku elektr., gaz w zamkniętym naczyniu, atom, zderzające się cząstki elementarne; wszystkie pozostałe obiekty, nie należące do układu, nazywa się otoczeniem układu. Układ fizyczny może być oddzielony od otoczenia wyraźnymi granicami, które są powierzchniami nieciągłości określonych wielkości fiz. charakteryzujących układ (dla kawałka metalu taką granicą jest powierzchnia metalu, na której obserwuje się nieciągłość twardości, przewodnictwa cieplnego oraz elektr. i in.). Układ fizyczny nazywa się izolowanym lub odosobnionym, gdy nie występuje oddziaływanie między otoczeniem a układem (nie ma wymiany ani energii, ani masy); otwartym, gdy układ wymienia z otoczeniem masę i energię; zamkniętym, gdy wymienia z otoczeniem tylko energię.

Rodzaj procesów, które w układzie mogą zachodzić lub które są bardziej istotne, narzuca sposób opisu układu fizycznego, co często odzwierciedla się w jego nazwie; np. w mechanice rozważa się układy mech., w termodynamice — układy termodynamiczne, w mechanice kwantowej — układy kwantowe. W szczególności układ termodynamiczny może być homogeniczny — jednofazowy — złożony z jednej substancji (układ jednoskładnikowy, np. lód) lub kilku substancji (układ wieloskładnikowy, np. mieszanina dowolnych gazów), lub też heterogeniczny — wielofazowy — złożony z kilku odrębnych faz jednej substancji (układ jednoskładnikowy, np. woda i lód) lub też kilku substancji (układ wieloskładnikowy, np. roztwór ciekły wody i alkoholu oraz znajdująca się w nim para). Stan układu fizycznego jest określony, jeżeli określone są wszystkie wielkości fiz. charakteryzujące ten układ (np. masy, położenia i prędkość cząstek układu mech., wartości oporów, pojemności i indukcyjności oraz natężenia prądów i napięcia między punktami węzłowymi układu elektr.); stan układu fizycznego z najniższą możliwą energią jest zw. stanem podstawowym, stany o wyższych energiach — stanami wzbudzonymi.