النظام الكَظِيم، هو النظام الريزيائي الذي لا يتبادل الحرارة مع مَحاطه أثناء العمليات الحركوتية الحرارية التي يخضع لها، أي أنّ التدفّق الحراري عبر حدوده معدوم أو يكاد يكون معدوما. وهذا يعني أنّ أي تغيّر في طاقة النظام الداخلية يكون ناتجا فقط عن العمل work المبذول عليه أو من لدنه، وليس عن انتقال حرارة مع المَحاط الخارجي.
الخصائص الريزيائية للنظام الكَظِيم.
1- العزل الحراري : يتم افتراض أنّ جدران النظام غير مُنفِذة للحرارة، ما يمنع أي انتقال حراري إلى الداخل أو الخارج. ومع ذلك، فإنّ العزل التام غير ممكن عمليا، لهذا يعتبر النظام كظيما عندما يكون تبادل الحرارة ضئيلا جدّا أو يتمّ في حدوده الدنيا؛
2- القانون الأول للحركوتا الحرارية : في العمليات الكظيمة، يكون التغيّر في الطاقة الداخلية ΔU مساويا للعمل القينيائي المبذول على النظام أو منه:
W= ΔU
حيث W هو الشغل، وQ=0 لأنّه لا يوجد انتقال حراري.
3- العمليات الكظيمة adiabatic processes في الأمهجة المثالية :
- - تتبع العلاقة kPV = ثابت، حيث P هو الضغط، V هو الحجم، وk هو معامل السعة الحرارية (vC/pC=k)؛
- - عندما يتمدّد المُهاج كظيميا، فإنّه يبرد، وعندما ينضغط كظيميا، فإنّه يسخن؛
أمثلة على الأنظمة والعمليات الكظيمة.
- - التمدّد والانضغاط الكظيمي في المحرّكات الحرارية، مثل دورة أوتو Otto cycle في محرّكات الاحتراق الداخلي؛
- - التدفق الكظيمي في الفاهات، مثل تدفّق الأمهجة في فاهات محرّكات الصواريخ حيث يتمدّد المُهاج من دون تبادل حراري مع الجدران المحيطة؛
- - الصدمات الكظيمة في الحركوتا الهوائية، حيث يحدث تغيّر سريع في الضغط والحرورة من دون وقت كافٍ لتبادل الحرارة مع المَحاط؛
- - السُّكاك العلوي : تُعتبر بعض العمليات في السكاك شبه كظيمة، مثل رفع الهواء في طبقة الزاحوب troposphère من دون فقدان حرارته إلى البيئة المحيطة بسرعة.
النظام الكَظِيم مقابل النظام المعزول.
على الرغم من أن النظام الكظيمي لا يتبادل الحرارة، إلا أنّه قد لا يكون نظاما معزولا isolated system، حيث يمكن أن يتبادل العمل مع محاطه. في المقابل، فإنّ النظام المعزول لا يتبادل الحرارة ولا العمل مع المَحاط الخارجي، وهذا يجعله نظاما مغلقا تماما.