Ключевое различие между изолированной системой и закрытой системой заключается в том, что изолированные системы не могут обмениваться ни веществом, ни энергией с окружающей средой, но, хотя закрытые системы тоже не могут обмениваться веществом с окружающей средой, они могут обмениваться энергией.
Для простоты изучения химии мы делим Вселенную на две части. Та часть, которую мы будем изучать, - это «система», а остальное - «окружение». Например, система может быть организмом, реакционным сосудом или даже отдельной клеткой. Существует граница между системой и окружающей средой. Граница определяет область действия системы. Иногда через эти границы происходит обмен веществом и энергией. Более того, мы можем разделить систему на две категории; это открытая система и закрытая система. Изолированная система - это форма закрытой системы.
Что такое изолированная система?
Изолированная система является формой закрытой системы. Но она отличается от закрытой системы тем, что не имеет ни механического, ни теплового контакта с окружающей средой. Это означает; изолированные системы не могут обмениваться ни веществом, ни энергией с окружающей средой. Кроме того, эти системы со временем достигают термодинамического равновесия, уравновешивая давление, температуру или другие параметры.
На практике изолированной системы не существует, потому что все вещи взаимодействуют друг с другом определенным образом. Однако мы можем рассматривать всю Вселенную как изолированную систему, учитывая, что переноса материи и энергии за пределы Вселенной не происходит. Теоретически это полезно при построении моделей. Например, первый и второй законы термодинамики описывают изолированную систему.
Рисунок 01: Сравнение изолированной системы с открытой и закрытой системами
Первый закон термодинамики гласит, что «внутренняя энергия изолированной системы постоянна». Второй закон термодинамики гласит, что «энтропия изолированной системы возрастает в ходе самопроизвольного процесса». Однако этот закон справедлив только для изолированных систем. В изолированной системе энтропия со временем будет возрастать и достигнет максимального значения в равновесии. Короче говоря, общая энергия этих систем никогда не может увеличиться. Таким образом, энтропия никогда не может уменьшиться.
Что такое закрытая система?
В замкнутой системе материя не может пройти через границу. Поэтому материя внутри замкнутой системы всегда одна и та же. Однако в системе такого типа происходит обмен энергией с окружающей средой. Например, когда происходит реакция, система может расширяться или передавать энергию окружающей среде, если она имеет более низкую температуру.
Рисунок 02: Система и ее окружение, разделенные границей
Пример: Если мы накроем верхнюю часть теплой чашки чая крышкой, то она станет закрытой системой. Там пар не может выйти из системы. Кроме того, молекулы газа в окружающей среде не могут попасть в систему. Следовательно, нет обмена материей. Тем не менее, тепло чая обменивается с окружающей средой. Мы можем почувствовать жар, если прикоснемся к крышке чашки. Поэтому энергия выходит наружу в виде тепловой энергии. Там система достигает равновесия с окружающей средой, когда температура внутри и снаружи системы становится одинаковой.
В чем разница между изолированной системой и закрытой системой?
Граница разделяет систему и ее окружение. Мы можем назвать систему либо открытой, либо закрытой системой в зависимости от обмена веществом и энергией через эту границу. Изолированная система также является формой закрытой системы. Ключевое различие между изолированной системой и закрытой системой заключается в том, что изолированные системы не могут обмениваться ни веществом, ни энергией с окружающей средой, но, хотя закрытые системы не могут обмениваться материей с окружающей средой, они могут обмениваться энергией.
В качестве еще одного важного различия между изолированной системой и закрытой системой мы можем сказать, что энтропия изолированной системы никогда не может уменьшаться, в то время как энтропия закрытой системы может уменьшаться. Более того, изолированные системы являются теоретическими; значит, этих систем в действительности не существует. Однако на самом деле существуют закрытые системы.
Резюме – Изолированная система против закрытой системы
Системы бывают двух типов; это открытая система и закрытая система. Изолированные системы также относятся к закрытым системам. Однако различий между ними немного. Ключевое различие между изолированной системой и закрытой системой заключается в том, что изолированные системы не могут обмениваться ни веществом, ни энергией с окружающей средой, но, хотя закрытые системы тоже не могут обмениваться веществом с окружающей средой, они могут обмениваться энергией..
