Close System คือ — — ข้อมูลครบถ้วน 2026

Closed System ระบบปิด

Closed System ระบบปิด Thermodynamics First Law Q W ΔU Piston-Cylinder Isochoric Isobaric Isothermal Adiabatic Polytropic

ประเภทระบบ	แลกเปลี่ยนมวล	แลกเปลี่ยนพลังงาน	ตัวอย่าง
Open System (ระบบเปิด)	ได้	ได้	Turbine Compressor Nozzle
Closed System (ระบบปิด)	ไม่ได้	ได้ (Q, W)	Piston-Cylinder หม้อหุงข้าว
Isolated System (ระบบแยก)	ไม่ได้	ไม่ได้	Thermos (ทฤษฎี)

Thermodynamics Calculation

# === Closed System Thermodynamics Calculator ===



import math

from dataclasses import dataclass



@dataclass

class GasProperties:

    name: str

    R: float      # kJ/(kg·K)

    Cv: float     # kJ/(kg·K)

    Cp: float     # kJ/(kg·K)

    k: float      # Cp/Cv



air = GasProperties("Air", 0.287, 0.718, 1.005, 1.4)



@dataclass

class ProcessResult:

    process: str

    Q: float    # Heat Transfer (kJ)

    W: float    # Work (kJ)

    dU: float   # Change in Internal Energy (kJ)



def isochoric(m, T1, T2, gas):

    """Constant Volume Process: V = const, W = 0"""

    dU = m * gas.Cv * (T2 - T1)

    W = 0

    Q = dU

    return ProcessResult("Isochoric (V=const)", Q, W, dU)



def isobaric(m, T1, T2, gas):

    """Constant Pressure Process: P = const"""

    dU = m * gas.Cv * (T2 - T1)

    W = m * gas.R * (T2 - T1)

    Q = m * gas.Cp * (T2 - T1)

    return ProcessResult("Isobaric (P=const)", Q, W, dU)



def isothermal(m, T, V1, V2, gas):

    """Constant Temperature Process: T = const, dU = 0"""

    dU = 0

    W = m * gas.R * T * math.log(V2 / V1)

    Q = W

    return ProcessResult("Isothermal (T=const)", Q, W, dU)



def adiabatic(m, T1, T2, gas):

    """No Heat Transfer: Q = 0"""

    dU = m * gas.Cv * (T2 - T1)

    W = -dU

    Q = 0

    return ProcessResult("Adiabatic (Q=0)", Q, W, dU)



# Example: Air 2 kg heated from 25°C to 100°C

m = 2.0  # kg

T1 = 25 + 273.15   # K

T2 = 100 + 273.15  # K



print("=== Closed System Calculations ===")

print(f"Gas: {air.name}, Mass: {m} kg, T1: {T1-273.15}°C, T2: {T2-273.15}°C\n")



for calc in [isochoric, isobaric, adiabatic]:

    r = calc(m, T1, T2, air)

    print(f"  [{r.process}]")

    print(f"    Q = {r.Q:.2f} kJ | W = {r.W:.2f} kJ | ΔU = {r.dU:.2f} kJ")

    print(f"    Check: Q - W = {r.Q - r.W:.2f} = ΔU = {r.dU:.2f} ✓")

Process Comparison

# === Process Comparison ===



@dataclass

class ProcessInfo:

    process: str

    condition: str

    work_formula: str

    heat_formula: str

    pv_relation: str



processes = [

    ProcessInfo("Isochoric",

        "V = constant (ปริมาตรคงที่)",

        "W = 0",

        "Q = mCv(T2-T1)",

        "P1/T1 = P2/T2"),

    ProcessInfo("Isobaric",

        "P = constant (ความดันคงที่)",

        "W = P(V2-V1) = mR(T2-T1)",

        "Q = mCp(T2-T1)",

        "V1/T1 = V2/T2"),

    ProcessInfo("Isothermal",

        "T = constant (อุณหภูมิคงที่)",

        "W = mRT ln(V2/V1)",

        "Q = W (เพราะ ΔU = 0)",

        "P1V1 = P2V2"),

    ProcessInfo("Adiabatic",

        "Q = 0 (ไม่มีการถ่ายเทความร้อน)",

        "W = -mCv(T2-T1)",

        "Q = 0",

        "PV^k = const, TV^(k-1) = const"),

    ProcessInfo("Polytropic",

        "PV^n = constant",

        "W = (P2V2-P1V1)/(1-n)",

        "Q = mCn(T2-T1)",

        "Cn = Cv(n-k)/(n-1)"),

]



print("=== Process Comparison ===")

for p in processes:

    print(f"\n  [{p.process}] {p.condition}")

    print(f"    Work: {p.work_formula}")

    print(f"    Heat: {p.heat_formula}")

    print(f"    PV: {p.pv_relation}")

Real-World Applications

# === Applications ===



@dataclass

class Application:

    system: str

    process_type: str

    description: str

    example_calc: str



applications = [

    Application("Internal Combustion Engine",

        "Otto Cycle (2 Isochoric + 2 Adiabatic)",

        "กระบอกสูบรถยนต์ Compression → Combustion → Expansion → Exhaust",

        "Efficiency = 1 - (1/r^(k-1)), r = compression ratio"),

    Application("Pressure Cooker",

        "Isochoric (เริ่มต้น) → Isobaric (ระหว่างหุง)",

        "หม้ออัดแรงดัน ให้ความร้อน ความดันเพิ่ม อุณหภูมิเพิ่ม",

        "P2 = P1 × T2/T1 ถ้า V คงที่"),

    Application("Hydraulic Cylinder",

        "Isothermal (ของเหลวเกือบ Incompressible)",

        "กระบอกสูบไฮดรอลิก ส่งแรงผ่านของเหลว",

        "F = P × A, W = F × d"),

    Application("Bomb Calorimeter",

        "Isochoric (V คงที่)",

        "วัด Heat of Combustion ของเชื้อเพลิง/อาหาร",

        "Q = mCv ΔT = ΔU (W=0)"),

    Application("PC Water Cooling Loop",

        "Closed Loop (มวลน้ำคงที่)",

        "ระบบน้ำหล่อเย็นคอมพิวเตอร์ รับความร้อนจาก CPU/GPU",

        "Q = ṁCpΔT, Flow Rate × Cp × ΔT"),

]



print("=== Applications ===")

for a in applications:

    print(f"\n  [{a.system}] Process: {a.process_type}")

    print(f"    Desc: {a.description}")

    print(f"    Calc: {a.example_calc}")

เคล็ดลับ

First Law: Q - W = ΔU ใช้ได้ทุก Process ใน Closed System
เครื่องหมาย: Q เข้า + ออก - W ระบบทำ + สิ่งแวดล้อมทำ -
Ideal Gas: ΔU = mCvΔT ใช้ได้ทุก Process ของ Ideal Gas
Isochoric: W = 0 เสมอ เพราะไม่มี Boundary Work
Adiabatic: Q = 0 Isentropic ถ้า Reversible

การนำความรู้ไปประยุกต์ใช้งานจริง

แหล่งเรียนรู้ที่แนะนำ ได้แก่ Official Documentation ที่อัพเดทล่าสุดเสมอ Online Course จาก Coursera Udemy edX ช่อง YouTube คุณภาพทั้งไทยและอังกฤษ และ Community อย่าง Discord Reddit Stack Overflow ที่ช่วยแลกเปลี่ยนประสบการณ์กับนักพัฒนาทั่วโลก

เนื้อหาเกี่ยวข้อง — ดูเพิ่มเติมเรื่อง ChatGPT Prompt Engineering for Developers — เทคนิคเขียน Prompt สำหรับนักพัฒนา