Różnica między systemem zamkniętym a systemem otwartym

The kluczowa różnica to między systemem zamkniętym a otwartym w systemie zamkniętym materia nie wymienia się z otoczeniem, lecz wymiana energii z otoczeniem, podczas gdy w systemie otwartym materia i energia wymieniają się z otoczeniem.

Dla celów chemii możemy podzielić wszechświat na dwie części; „System” i „otoczenie”. System może być organizmem, naczyniem reakcyjnym lub nawet pojedynczą komórką. Istnieją granice między systemem a otoczeniem. Zakres systemu zależy od tych granic. Czasami sprawy i wymiana energii przez te granice. Możemy rozróżnić systemy według rodzaju ich interakcji lub typów wymiany. Ponadto możemy podzielić te systemy na dwa jako systemy otwarte i systemy zamknięte.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest system zamknięty
3. Co to jest system otwarty
4. Porównanie obok siebie - System zamknięty a system otwarty w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest system zamknięty?

Jeśli materia nie przenosi się przez granicę, wówczas nazywamy ten system systemem zamkniętym. Jednak w systemie zamkniętym wymiana energii z otoczeniem. Sprawa w zamkniętym systemie jest zawsze taka sama. Kiedy zachodzi reakcja, system może się rozszerzyć lub może przenieść energię do otoczenia, jeśli ma niższą temperaturę. Na przykład, gdy tłok jest sprężany, jest to układ zamknięty. Tam masa płynu się nie zmienia, ale objętość może się zmienić.

Rysunek 01: System i jego granica w kontakcie z otoczeniem

System izolowany jest również systemem zamkniętym. Różni się jednak od systemu zamkniętego, ponieważ izolowany system nie ma kontaktu mechanicznego ani termicznego z otoczeniem. Z czasem izolowane systemy osiągają równowagę termodynamiczną poprzez równoważenie ciśnienia, temperatury lub innych różnic.

Co to jest system otwarty?

W systemie otwartym materia i energia są przenoszone przez granicę między systemem a otoczeniem. Ponieważ jest otwarty, nieustannie wchodzi w interakcje z otoczeniem. Na przykład nasze ciało jest systemem otwartym. Trudno jest kontrolować przepływ energii do i z otwartego systemu. Ponadto bilans energetyczny jest również trudny. Ponieważ jest otwarty, masa układu niekoniecznie musi być stała; raczej jego objętość jest stała.

Ryc. 01: Pierwsza zasada termodynamiki: system otwarty

Pierwsza zasada termodynamiki dotyczy układów otwartych. Mówi o wewnętrznej energii otwartego systemu. Możemy zmienić energię wewnętrzną systemu, wykonując prace na systemie lub ogrzewając. Zmiana energii wewnętrznej otwartego układu jest równa ilości energii, którą musimy dodać do układu (poprzez ogrzewanie lub wykonywanie pracy) minus ilość utracona przez wypływającą materię i straty energii spowodowane pracą zostały wykonane przez system.

Jaka jest różnica między systemem zamkniętym a systemem otwartym?

Jeśli sprawa nie przenosi się przez granicę, wówczas ten rodzaj systemu jest systemem zamkniętym. Natomiast w systemie otwartym zarówno materia, jak i energia są przekazywane przez granicę między systemem a otoczeniem. Dlatego kluczową różnicą między systemem zamkniętym a systemem otwartym jest to, że systemy zamknięte nie pozwalają na żadną wymianę materii między systemem a otoczeniem, podczas gdy system otwarty umożliwia wymianę materii. Ponadto inną różnicą między systemem zamkniętym a systemem otwartym jest to, że systemy zamknięte mają stałą masę, podczas gdy systemy otwarte mają różną masę.

Co więcej, istnieje również różnica między systemem zamkniętym a systemem otwartym w kontrolowaniu czynników. Oznacza to, że w przeciwieństwie do systemu zamkniętego, w systemie otwartym trudno jest kontrolować przepływ energii i inne parametry.

Podsumowanie - system zamknięty a system otwarty

System to część występująca w otoczeniu. Istnieją różne rodzaje kontaktów między systemem a otoczeniem. W związku z tym istnieją dwa systemy; system otwarty i system zamknięty. Kluczowa różnica między układem zamkniętym a układem otwartym polega na tym, że w układzie zamkniętym materia nie wymienia się z otoczeniem, lecz wymiana energii z otoczeniem, natomiast w układzie otwartym zarówno materia, jak i energia z otoczeniem.

Odniesienie:

1. Libretexts. „System i jego otoczenie”. Chemia LibreTexts, Libretexts, 21 lipca 2016 r. Dostępne tutaj

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Granica systemu” Wavesmikey, śledzone przez Stannered (domena publiczna) przez Commons Wikimedia 

2. „System otwarty pierwszego prawa” (domena publiczna) za pośrednictwem Commons Wikimedia