Різниця між ізольованою системою та закритою системою

The ключова різниця між ізольованою системою і закритою системою є те ізольовані системи не можуть обмінюватися як матерією, так і енергією з навколишніми, але, хоча закриті системи теж не можуть обмінюватися матерією з навколишніми, вони можуть обмінюватися енергією.

Для простоти вивчення хімії ми ділимо Всесвіт на дві частини. Частина, яку ми будемо вивчати, - це "система", а решта - "навколишні". Наприклад, системою може бути організм, реакційний посудину або навіть окрема клітина. Існує межа між системою та оточуючими. Межа визначає сферу застосування системи. Іноді матерія та енергія обмінюються через ці межі. Крім того, ми можемо класифікувати систему на дві категорії; вони є відкритою системою та закритою системою. Ізольована система - це форма замкнутої системи.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке ізольована система
3. Що таке закрита система
4. Поплечне порівняння - Ізольована система проти закритої системи у табличній формі
5. Підсумок

Що таке ізольована система?

Ізольована система - це форма замкнутої системи. Але він відрізняється від закритої системи тим, що не має ані механічного, ані теплового контакту з оточенням. Це означає; ізольовані системи не можуть обмінюватися як матерією, так і енергією з навколишнім. Далі ці системи досягають термодинамічної рівноваги з часом, врівноважуючи тиск, температуру чи інші параметри.

Практично, ізольованої системи не існує, оскільки всі речі певним чином взаємодіють між собою. Однак ми можемо розглядати весь Всесвіт як ізольовану систему, вважаючи, що немає передачі речовини та енергії поза Всесвіту. Теоретично це корисно при конструюванні моделей. Наприклад, перший і другий закони термодинаміки описують ізольовану систему.

Малюнок 01: Порівняння ізольованої системи з відкритою та закритою системами

The Перший закон термодинаміки констатує, що "внутрішня енергія ізольованої системи є постійною". The другий закон термодинаміки говорить, що "ентропія ізольованої системи зростає в ході спонтанного процесу". Однак цей закон справедливий лише для ізольованих систем. Ентропія зростатиме з часом в ізольованій системі і досягне максимального значення при рівновазі. Якщо коротко, загальна енергія цих систем ніколи не може зростати. Таким чином, ентропія ніколи не може зменшитися.

Що таке закрита система?

У закритій системі матерія не може пройти кордон. Тому справа всередині закритої системи завжди однакова. Однак у цьому типі системи енергія обмінюється з навколишніми. Наприклад, коли відбувається реакція, система може розширюватися, або вона може передавати енергію навколишнім, якщо знаходиться при більш низькій температурі.

Малюнок 02: Система та її оточення розділені Межею

Наприклад: Якщо ми покриємо верхню частину теплої чашки чаю кришкою, то вона стає закритою системою. Там пара не може вийти з системи. Також молекули газу в навколишніх не можуть потрапити в систему. Отже, обміну матеріями немає. Однак тепло чаю обмінюється з оточуючими. Ми можемо відчути тепло, якщо торкнутися кришки чашки. Тому енергія надходить як теплова енергія. Там система досягає рівноваги з навколишніми, коли температура всередині і зовні системи стає рівною.

Яка різниця між ізольованою системою та закритою системою?

Межа відокремлює систему та її оточуючих. Ми можемо назвати систему як відкриту, так і закриту систему залежно від обміну речовини і енергії через цю межу. Ізольована система також є формою закритої системи. Ключова відмінність між ізольованою системою і закритою системою полягає в тому, що ізольовані системи не можуть обмінюватися речовиною і енергією з навколишніми, але, хоча закриті системи не можуть обмінюватися речовиною з навколишнім, вона може обмінюватися енергією.

Як ще одна важлива відмінність між ізольованою системою та закритою системою, ми можемо сказати, що ентропія ізольованої системи ніколи не може зменшитися, тоді як ентропія закритої системи може зменшитися. Більше того, ізольовані системи є теоретичними; це означає, що ці системи не існують насправді. Однак закриті системи існують насправді.

Підсумок - Ізольована система проти закритої системи

Системи бувають двох типів; вони є відкритою системою та закритою системою. Ізольовані системи також є типом закритої системи. Однак різниць між ними мало. Ключова відмінність між ізольованою системою і закритою системою полягає в тому, що ізольовані системи не можуть обмінюватися як матерією, так і енергією з навколишніми, але, хоча закриті системи теж не можуть обмінюватися речовиною з навколишніми, вона може обмінюватися енергією.

Довідка:

1. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. "Визначення закритої системи (наука)." ThoughtCo, 22 червня 2018 р. Доступний тут 
2. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. "Визначення ізольованої системи". ThoughtCo, 12 липня 2017. Доступно тут  

Надано зображення:

1. "Системи діаграм" від Alkh.Alwa - Власна робота, (CC BY-SA 4.0) через Wikimedia Commons  
2. "Межі системи" від Wavesmikey, (Public Domain) через Commons Wikimedia