Põhierinevus suletud süsteemi ja avatud süsteemi vahel on see, et suletud süsteemis ei vaheta ainet ümbritsevaga, vaid energia vahetub ümbritsevaga, avatud süsteemis aga nii aine kui ka energia vahetust ümbritsevaga. ümbritsev.
Keemia eesmärgil saame universumi jagada kaheks osaks; "süsteem" ja "ümbritsev". Süsteem võib olla organism, reaktsioonianum või isegi üksikrakk. Süsteemi ja ümbritseva vahel on piirid. Nendest piiridest sõltub süsteemi ulatus. Mõnikord vahetuvad asjad ja energia läbi nende piiride. Me saame eristada süsteeme nende interaktsioonide või vahetuste tüübi järgi. Lisaks võime need süsteemid jagada kaheks avatud süsteemideks ja suletud süsteemideks.
Mis on suletud süsteem?
Kui aine ei kandu läbi piiri, siis nimetame sellist süsteemi suletud süsteemiks. Suletud süsteemis aga toimub energiavahetus ümbritsevaga. Suletud süsteemi sees on asi alati sama. Kui reaktsioon toimub, võib süsteem laieneda või madalamal temperatuuril energiat ümbritsevale edastada. Näiteks kui kolvis on vedelik kokku surutud, on tegemist suletud süsteemiga. Seal vedeliku mass ei muutu, kuid maht võib muutuda.
Joonis 01: Süsteem ja selle piir kokkupuutes ümbritsevaga
Isoleeritud süsteem on samuti suletud süsteem. See erineb aga suletud süsteemist, kuna isoleeritud süsteemil puudub ümbritsevaga ei mehaaniline ega termiline kontakt. Aja jooksul saavutavad isoleeritud süsteemid termodünaamilise tasakaalu, tasakaalustades rõhku, temperatuuri või muid erinevusi.
Mis on avatud süsteem?
Avatud süsteemis kandub aine ja energia läbi süsteemi ja ümbritseva vahelise piiri. Kuna see on avatud, suhtleb see pidev alt ümbritsevaga. Näiteks meie keha on avatud süsteem. Avatud süsteemi sisse- ja väljavoolu energiavoogu on raske kontrollida. Lisaks on energiabilanss keeruline. Kuna see on avatud, ei pruugi süsteemi mass olla konstantne; pigem on selle maht konstantne.
Joonis 01: Termodünaamika esimene seadus: avatud süsteem
Esimene termodünaamika seadus on seotud avatud süsteemidega. See räägib avatud süsteemi siseenergiast. Süsteemi siseenergiat saame muuta kas süsteemi kallal tööd tehes või küttes. Avatud süsteemi siseenergia muutus on võrdne energiahulgaga, mida peame süsteemile lisama (kütte või töö tegemise teel), millest on lahutatud aine väljavoolamisel kaotatud ja tööst tingitud energiakadu. süsteem.
Mis vahe on suletud süsteemil ja avatud süsteemil?
Kui asi ei kandu läbi piiri, siis on selline süsteem suletud süsteem. Seevastu avatud süsteemis kandub nii aine kui ka energia süsteemi ja ümbritseva piiri kaudu. Seetõttu on peamine erinevus suletud süsteemi ja avatud süsteemi vahel see, et suletud süsteemid ei võimalda ainevahetust süsteemi ja ümbritseva vahel, samas kui avatud süsteem võimaldab ainevahetust. Veel üks erinevus suletud süsteemi ja avatud süsteemi vahel on see, et suletud süsteemidel on konstantne mass, samas kui avatud süsteemidel on erinev mass.
Pealegi on suletud süsteemil ja avatud süsteemil erinevus ka tegurite kontrollimisel. See tähendab, et erinev alt suletud süsteemist on avatud süsteemis keeruline energiavoogu ja muid parameetreid kontrollida.
Kokkuvõte – suletud süsteem vs avatud süsteem
Süsteem on osa, mis esineb ümbritsevas keskkonnas. Süsteemi ja ümbritseva vahel on erinevat tüüpi kontakte. Vastav alt sellele on kaks süsteemi; avatud süsteem ja suletud süsteem. Peamine erinevus suletud süsteemi ja avatud süsteemi vahel on see, et suletud süsteemis ei vaheta ainet ümbritsevaga, vaid energia vahetub ümbritsevaga, avatud süsteemis aga nii aine kui ka energia vahetus ümbritsevaga.
