Разлика между затворена система и отворена система

Най- ключова разлика между затворена система и отворена система е това в затворена система материята не се обменя със заобикалящата я, но енергията се обменя с заобикалящата, докато в отворена система, както материята, така и обмяната на енергия с околната.

За целите на химията можем да разделим Вселената на две части; „Система” и „околните”. Системата може да бъде организъм, реакционен съд или дори единична клетка. Съществуват граници между система и околните. Обхватът на системата зависи от тези граници. Понякога въпроси и обмен на енергия през тези граници. Можем да разграничим системите по вида на взаимодействията им или по видовете обмен, които се осъществяват. Освен това можем да класифицираме тези системи на две като отворени системи и затворени системи.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е затворена система
3. Какво е отворена система
4. Паралелно сравнение - затворена система срещу отворена система в таблична форма
5. Резюме

Какво е затворена система?

Ако материята не се прехвърли през границата, тогава наричаме този вид система като затворена система. Въпреки това, в затворена система енергията обменя с околната среда. Материята вътре в затворена система е винаги една и съща. Когато се случи реакция, системата може да се разшири или може да прехвърля енергия към околните, ако е при по-ниска температура. Например, когато в буталото има сгъстена течност, това е затворена система. Там масата на течността не се променя, но обемът може да се промени.

Фигура 01: Система и нейната граница в контакт с обкръжаващите

Изолираната система също е затворена система. Тя обаче се различава от затворена система, тъй като изолираната система няма нито механичен, нито термичен контакт със заобикалящата я среда. С времето изолираните системи достигат термодинамично равновесие чрез балансиране на налягането, температурата или други разлики.

Какво е отворена система?

В отворена система материята и енергията се прехвърлят през границата между системата и околните. Тъй като е отворен, той непрекъснато взаимодейства с околните. Например, нашето тяло е отворена система. Трудно е да се контролира потока на енергия във и извън отворена система. Освен това енергийният баланс също е труден. Тъй като е отворена, масата на системата не е непременно постоянна; по-скоро обемът му е постоянен.

Фигура 01: Първи закон на термодинамиката: Отворена система

Първият закон на термодинамиката се отнася до отворените системи. В него се посочва вътрешната енергия на отворена система. Можем да променим вътрешната енергия на системата или като работим върху системата или отоплението. Промяната на вътрешната енергия на отворена система е равна на количеството енергия, което трябва да добавим към системата (чрез отопление или извършване на работа) минус загубеното при изтичане на материята и загубата на енергия поради работа е извършена от система.

Каква е разликата между затворена система и отворена система?

Ако материята не се прехвърли през границата, тогава този вид система е затворена система. Като има предвид, че в отворена система материята и енергията се прехвърлят през границата между системата и околните. Следователно, основната разлика между затворената система и отворената система е, че затворените системи не позволяват никакъв обмен на материя между системата и околните, докато отворената система позволява обмен на материя. Освен това, друга разлика между затворената система и отворената система е, че затворените системи имат постоянна маса, докато отворените системи имат различна маса.

Освен това има разлика и между затворена система и отворена система в контролирането на факторите. Тоест, за разлика от затворената система, при отворена система е трудно да се контролира енергийният поток и други параметри.

Обобщение - затворена система срещу отворена система

Системата е част, която се среща в околните. Има различни видове контакти между системата и околните. Съответно има две системи; отворена система и затворена система. Ключовата разлика между затворената система и отворената система е, че в затворена система материята не се обменя със заобикалящата я, а енергията се обменя със заобикалящата, докато в отворена система, както материята, така и обмяната на енергия с околната среда.

справка:

1. Libretexts. „Система и нейните околности.“ Химия LibreTexts, Libretexts, 21 юли 2016 г. Достъпно тук

С любезност на изображенията:

1. „Граница на системата“ от Wavesmikey, проследен от Stannered (Public Domain) през Commons Wikimedia 

2. „Отворена система за първи закон“ (Public Domain) чрез Wikimedia на Commons