Разлика между изолирана система и затворена система

Най- ключова разлика между изолирана система и затворена система е това изолираните системи не могат да обменят материя и енергия с околните, но въпреки че затворените системи също не могат да обменят материя с околните, тя може да обменя енергията.

За лекотата на изучаване на химия разделяме Вселената на две части. Частта, която ще изучаваме, е „системата“, а останалото е „заобикалящата“. Например, системата може да бъде организъм, реакционен съд или дори единична клетка. Има граница между система и околните. Границата определя обхвата на системата. Понякога материята и енергията обменят през тези граници. Освен това можем да класифицираме система в две категории; те са отворената система и затворената система. Изолираната система е форма на затворена система.

СЪДЪРЖАНИЕ

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

Какво е изолирана система?

Изолираната система е форма на затворена система. Но той се различава от затворена система, тъй като няма нито механичен, нито термичен контакт със заобикалящата го среда. Това означава; изолираните системи не могат да обменят материя и енергия със заобикалящите ги. Освен това тези системи достигат термодинамично равновесие с времето чрез балансиране на налягането, температурата или други параметри.

На практика изолирана система не съществува, защото всички неща си взаимодействат помежду си по определени начини. Въпреки това, можем да разглеждаме цялата Вселена като изолирана система, като се има предвид, че няма пренос на материя и енергия извън Вселената. Теоретично това е полезно при конструирането на модели. Например, първият и вторият термодинамичен закон описват изолирана система.

Фигура 01: Сравнение на изолирана система с отворени и затворени системи

Най- първи закон на термодинамиката заявява, че „вътрешната енергия на изолирана система е постоянна.“ Най- втори закон на термодинамиката казва, че "ентропията на изолирана система се увеличава в хода на спонтанен процес." Този закон обаче важи само за изолирани системи. Ентропията ще се увеличава с течение на времето в изолирана система и ще достигне максималната стойност при равновесие. Накратко, общата енергия на тези системи никога не може да се увеличи. По този начин ентропията никога не може да намалее.

Какво е затворена система?

В затворена система материята не може да премине през границата. Следователно, материята вътре в затворена система е винаги една и съща. Въпреки това, в този тип система енергията се обменя с околните. Например, когато се случи реакция, системата може да се разшири или тя може да прехвърли енергията към околните, ако е при по-ниска температура.

Фигура 02: Система и нейното обкръжение, разделени с граница

Например: Ако покрием горната част на топла чаша чай с капак, тогава тя се превръща в затворена система. Там парата не може да излезе от системата. Също така, газовите молекули в околните не могат да влязат в системата. Следователно, няма обмен на материя. Въпреки това топлината на чая се обменя с околните. Можем да усетим топлината, ако докосваме капака на чашата. Следователно енергията идва навън като топлинна енергия. Там системата постига равновесие с околните, когато температурата вътре и извън нея стане равна.

Каква е разликата между изолирана система и затворена система?

Граница разделя една система и нейното обкръжение. Можем да наречем система като отворена или затворена система в зависимост от обмена на материя и енергия през тази граница. Изолираната система също е форма на затворена система. Ключовата разлика между изолирана система и затворена система е, че изолираните системи не могат да обменят материя и енергия с околните, но въпреки че затворените системи не могат да обменят материя със заобикалящата, тя може да обменя енергията.

Като друга важна разлика между изолирана система и затворена система можем да кажем, че ентропията на изолирана система никога не може да намалее, докато ентропията на затворена система може да намалее. Освен това изолираните системи са теоретични; това означава, че тези системи не съществуват в действителност. Затворените системи обаче съществуват в действителност.

Обобщение - Изолирана система срещу затворена система

Системите са от два типа; те са отворената система и затворената система. Изолираните системи също са вид затворена система. Има обаче малко разлики между тях. Ключовата разлика между изолирана система и затворена система е, че изолираните системи не могат да обменят материя и енергия с околните, но въпреки че затворените системи също не могат да обменят материя със заобикалящата, тя може да обменя енергията.

справка:

1. Хелменстин, д-р Ан Мари. „Затворена дефиниция на системата (наука).“ ThoughtCo, 22 юни 2018. Достъпно тук 
2. Хелменстин, д-р Ан Мари. „Определение на изолирана система.“ ThoughtCo, 12 юли 2017. Достъпно тук  

С любезност на изображенията:

1. „Системи за диаграми“ от Alkh.Alwa - Собствена работа, (CC BY-SA 4.0) през Wikimedia на Commons  
2. „Системна граница“ от Wavesmikey, (Public Domain) през Commons Wikimedia