Rozdiel medzi izolovaným a uzavretým systémom

kľúčový rozdiel medzi izolovaným a uzavretým systémom je to izolované systémy nemôžu vymieňať hmotu ani energiu s okolím, ale hoci uzavreté systémy tiež nemôžu vymieňať hmotu s okolím, môžu si vymieňať energiu.

Pre ľahšie štúdium chémie rozdeľujeme vesmír na dve časti. Časť, ktorú sa chystáme študovať, je „systém“ a zvyšok je „okolitý“. Systém môže byť napríklad organizmus, reakčná nádoba alebo dokonca jedna bunka. Existuje hranica medzi systémom a okolím. Hranica definuje rozsah systému. Niekedy sa výmena hmoty a energie cez tieto hranice. Ďalej môžeme systém rozdeliť do dvoch kategórií; sú otvoreným systémom a uzavretým systémom. Izolovaný systém je formou uzavretého systému.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je izolovaný systém
3. Čo je uzavretý systém
4. Porovnanie bok po boku - izolovaný systém verzus uzavretý systém v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo je izolovaný systém?

Izolovaný systém je formou uzavretého systému. Líši sa však od uzavretého systému, pretože nemá mechanický ani tepelný kontakt s okolím. To znamená; izolované systémy nemôžu vymieňať hmotu ani energiu s okolím. Ďalej tieto systémy dosahujú termodynamickú rovnováhu s časom vyrovnávaním tlaku, teploty alebo iných parametrov.

Prakticky izolovaný systém neexistuje, pretože všetky veci spolu určitým spôsobom interagujú. Môžeme však považovať celý vesmír za izolovaný systém, berúc do úvahy, že nedochádza k prenosu hmoty a energie mimo vesmíru. Teoreticky je to užitočné pri konštrukcii modelov. Napríklad prvý a druhý termodynamický zákon opisujú izolovaný systém.

Obrázok 01: Porovnanie izolovaného systému s otvorenými a uzavretými systémami

prvý zákon termodynamiky uvádza, že „vnútorná energia izolovaného systému je konštantná“. druhý zákon termodynamiky hovorí, že „entropia izolovaného systému sa zvyšuje v priebehu spontánneho procesu.“ Tento zákon však platí iba pre izolované systémy. Entropia sa bude v priebehu času zvyšovať v izolovanom systéme a dosiahne maximálnu hodnotu pri rovnováhe. Stručne povedané, celková energia týchto systémov sa nikdy nemôže zvýšiť. Entropia sa teda nikdy nemôže znížiť.

Čo je uzavretý systém?

V uzavretom systéme nemôže hmota prechádzať cez hranice. Preto je záležitosť vo vnútri uzavretého systému vždy rovnaká. V tomto type systému sa však energia vymieňa s okolím. Napríklad, keď dôjde k reakcii, systém sa môže rozšíriť alebo môže preniesť energiu do okolia, ak je pri nižšej teplote..

Obrázok 02: Systém a jeho okolie oddelené hranicou

Príklad: Ak zakryjeme horúcu časť teplého čaju vekom, stáva sa z toho uzavretý systém. V tomto prípade para nemôže uniknúť zo systému. Molekuly plynu v okolí tiež nemôžu vstúpiť do systému. Preto nedochádza k žiadnej výmene látok. Teplo čaju sa však vymieňa s okolím. Ak sa dotkneme veka šálky, cítime teplo. Preto energia vychádza ako tepelná energia. Tam systém dosiahne rovnováhu s okolím, keď sa vnútorná a vonkajšia teplota systému vyrovná.

Aký je rozdiel medzi izolovaným a uzavretým systémom?

Hranica oddeľuje systém a jeho okolie. Systém môžeme pomenovať ako otvorený alebo uzavretý systém v závislosti od výmeny hmoty a energie cez túto hranicu. Izolovaný systém je tiež formou uzavretého systému. Kľúčový rozdiel medzi izolovaným systémom a uzavretým systémom je v tom, že izolované systémy nemôžu vymieňať hmotu ani energiu s okolím, ale hoci uzavreté systémy nemôžu vymieňať hmotu s okolím, môžu si vymieňať energiu.

Ako ďalší dôležitý rozdiel medzi izolovaným a uzavretým systémom môžeme povedať, že entropia izolovaného systému sa nemôže nikdy znížiť, zatiaľ čo entropia uzavretého systému sa môže znížiť. Izolované systémy sú navyše teoretické; to znamená, že tieto systémy v skutočnosti neexistujú. V skutočnosti však uzavreté systémy existujú.

Zhrnutie - izolovaný systém vs uzavretý systém

Systémy sú dvoch typov; sú otvoreným systémom a uzavretým systémom. Izolované systémy sú tiež typom uzavretého systému. Medzi nimi je však niekoľko rozdielov. Kľúčový rozdiel medzi izolovaným systémom a uzavretým systémom je v tom, že izolované systémy nemôžu vymieňať hmotu ani energiu s okolím, ale hoci uzavreté systémy tiež nemôžu vymieňať hmotu s okolím, môžu si vymieňať energiu..

referencie:

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. „Definícia uzavretého systému (veda).“ ThoughtCo, 22. júna 2018. K dispozícii tu 
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. „Izolovaná definícia systému.“ ThoughtCo, 12. júla 2017. K dispozícii tu  

S láskavým dovolením:

1. ”Diagram Systems” Autor Alkh.Alwa - Vlastné dielo (CC BY-SA 4.0) cez Commons Wikimedia  
2. „Systémové hranice“ Autor: Wavesmikey, (Public Domain), prostredníctvom Commons Wikimedia