Różnica między systemem izolowanym a systemem zamkniętym

The kluczowa różnica jest to między systemem izolowanym a systemem zamkniętym systemy izolowane nie mogą wymieniać zarówno materii, jak i energii z otoczeniem, ale chociaż systemy zamknięte również nie mogą wymieniać materii z otoczeniem, mogą wymieniać energię.

Dla ułatwienia studiowania chemii dzielimy wszechświat na dwie części. Część, którą będziemy studiować, to „system”, a reszta to „otoczenie”. Na przykład układem może być organizm, naczynie reakcyjne lub nawet pojedyncza komórka. Istnieje granica między systemem a otoczeniem. Granica określa zakres systemu. Czasami materia i energia wymieniają się przez te granice. Ponadto możemy podzielić system na dwie kategorie; są to system otwarty i zamknięty. System izolowany jest formą systemu zamkniętego.

ZAWARTOŚĆ

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

Co to jest izolowany system?

System izolowany jest formą systemu zamkniętego. Różni się jednak od systemu zamkniętego, ponieważ nie ma kontaktu mechanicznego ani termicznego z otoczeniem. To znaczy; izolowane systemy nie mogą wymieniać zarówno materii, jak i energii z otoczeniem. Ponadto układy te osiągają równowagę termodynamiczną z czasem, równoważąc ciśnienie, temperaturę lub inne parametry.

Praktycznie izolowany system nie istnieje, ponieważ wszystkie rzeczy oddziałują na siebie w określony sposób. Możemy jednak uznać cały wszechświat za system izolowany, biorąc pod uwagę, że nie ma transferu materii i energii poza wszechświat. Teoretycznie jest to przydatne podczas konstruowania modeli. Na przykład pierwsze i drugie prawo termodynamiczne opisują układ izolowany.

Rysunek 01: Porównanie systemu izolowanego z systemami otwartymi i zamkniętymi

The pierwsza zasada termodynamiki stwierdza, że ​​„energia wewnętrzna izolowanego układu jest stała”. The druga zasada termodynamiki mówi, że „entropia izolowanego systemu zwiększa się w trakcie spontanicznego procesu”. Jednak to prawo jest prawdziwe tylko w przypadku systemów izolowanych. Entropia z czasem wzrośnie w układzie izolowanym i osiągnie maksymalną wartość w równowadze. Krótko mówiąc, całkowita energia tych systemów nigdy nie może wzrosnąć. Zatem entropia nigdy nie może się zmniejszyć.

Co to jest system zamknięty?

W systemie zamkniętym materia nie może przejść przez granicę. Dlatego sprawa w zamkniętym systemie jest zawsze taka sama. Jednak w tego typu systemie energia wymienia się z otoczeniem. Na przykład, gdy zachodzi reakcja, system może się rozszerzyć lub może przenieść energię do otoczenia, jeśli ma niższą temperaturę.

Rysunek 02: System i jego otoczenie oddzielone granicą

Przykład: Jeśli przykrywamy wierzch ciepłej filiżanki herbaty pokrywką, staje się to systemem zamkniętym. Tam para nie może wydostać się z układu. Ponadto cząsteczki gazu w otoczeniu nie mogą dostać się do układu. Dlatego nie ma wymiany materii. Jednak ciepło herbaty wymienia się z otoczeniem. Możemy dotknąć gorąca, dotykając pokrywki kubka. Dlatego energia wychodzi na zewnątrz jako energia cieplna. Tam układ osiąga równowagę z otoczeniem, gdy temperatura wewnątrz i na zewnątrz układu staje się równa.

Jaka jest różnica między systemem izolowanym a systemem zamkniętym?

Granica oddziela system i jego otoczenie. Możemy nazwać system systemem otwartym lub zamkniętym w zależności od wymiany materii i energii przez tę granicę. System izolowany jest również formą systemu zamkniętego. Kluczowa różnica między systemem izolowanym a systemem zamkniętym polega na tym, że systemy izolowane nie mogą wymieniać zarówno materii, jak i energii z otoczeniem, ale chociaż systemy zamknięte nie mogą wymieniać materii z otoczeniem, mogą wymieniać energię.

Jako kolejną ważną różnicę między systemem izolowanym a systemem zamkniętym możemy powiedzieć, że entropia systemu izolowanego nigdy nie może się zmniejszyć, podczas gdy entropia systemu zamkniętego może się zmniejszyć. Ponadto izolowane systemy są teoretyczne; oznacza to, że systemy te w rzeczywistości nie istnieją. Jednak systemy zamknięte istnieją w rzeczywistości.

Podsumowanie - system izolowany a system zamknięty

Systemy są dwojakiego rodzaju; są to system otwarty i zamknięty. Systemy izolowane są również rodzajem systemu zamkniętego. Istnieje jednak kilka różnic między nimi. Kluczowa różnica między systemem izolowanym a systemem zamkniętym polega na tym, że systemy izolowane nie mogą wymieniać zarówno materii, jak i energii z otoczeniem, ale chociaż systemy zamknięte również nie mogą wymieniać materii z otoczeniem, mogą wymieniać energię.

Odniesienie:

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. „Zamknięta definicja systemu (nauka).” ThoughtCo, 22 czerwca 2018 r. Dostępne tutaj 
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. „Definicja systemu izolowanego”. ThoughtCo, 12 lipca 2017 r. Dostępne tutaj  

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Diagram Systems” autor: Alkh.Alwa - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia  
2. „Granica systemu” Autor: Wavesmikey, (domena publiczna) przez Commons Wikimedia