Η βασική διαφορά μεταξύ κλειστού συστήματος και ανοιχτού συστήματος είναι ότι σε ένα κλειστό σύστημα, η ύλη δεν ανταλλάσσεται με το περιβάλλον, αλλά η ενέργεια ανταλλάσσεται με το περιβάλλον, ενώ σε ένα ανοιχτό σύστημα, τόσο η ύλη όσο και η ενέργεια ανταλλάσσονται με το γύρω.
Για τους σκοπούς της χημείας, μπορούμε να χωρίσουμε το σύμπαν σε δύο μέρη. «σύστημα» και «το περιβάλλον». Ένα σύστημα μπορεί να είναι ένας οργανισμός, ένα δοχείο αντίδρασης ή ακόμα και ένα μεμονωμένο κύτταρο. Υπάρχουν όρια μεταξύ ενός συστήματος και του περιβάλλοντος. Το εύρος του συστήματος εξαρτάται από αυτά τα όρια. Μερικές φορές τα θέματα και η ενέργεια ανταλλάσσονται μέσα από αυτά τα όρια. Μπορούμε να διακρίνουμε τα συστήματα από το είδος των αλληλεπιδράσεων που έχουν ή από το είδος των ανταλλαγών που λαμβάνουν χώρα. Επιπλέον, μπορούμε να ταξινομήσουμε αυτά τα συστήματα σε δύο ως ανοιχτά και κλειστά συστήματα.
Τι είναι ένα κλειστό σύστημα;
Αν η ύλη δεν μεταφέρεται μέσω των ορίων, τότε ονομάζουμε αυτό το είδος συστήματος ως κλειστό σύστημα. Ωστόσο, σε ένα κλειστό σύστημα ανταλλάσσεται ενέργεια με το περιβάλλον. Το θέμα μέσα σε ένα κλειστό σύστημα είναι πάντα το ίδιο. Όταν συμβαίνει μια αντίδραση, το σύστημα μπορεί να επεκταθεί ή μπορεί να μεταφέρει ενέργεια στο περιβάλλον εάν βρίσκεται σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Για παράδειγμα, όταν υπάρχει ένα ρευστό συμπιεσμένο σε ένα έμβολο, είναι ένα κλειστό σύστημα. Εκεί η μάζα του υγρού δεν αλλάζει, αλλά ο όγκος μπορεί να αλλάξει.
Εικόνα 01: Σύστημα και τα όριά του σε επαφή με το περιβάλλον
Ένα απομονωμένο σύστημα είναι επίσης ένα κλειστό σύστημα. Ωστόσο, διαφέρει από ένα κλειστό σύστημα, επειδή το απομονωμένο σύστημα δεν έχει ούτε μηχανική ούτε θερμική επαφή με το περιβάλλον του. Με την πάροδο του χρόνου, τα απομονωμένα συστήματα φτάνουν σε θερμοδυναμική ισορροπία εξισορροπώντας την πίεση, τη θερμοκρασία ή άλλες διαφορές.
Τι είναι ένα ανοιχτό σύστημα;
Σε ένα ανοιχτό σύστημα, η ύλη και η ενέργεια μεταφέρονται μέσω του ορίου μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος. Δεδομένου ότι είναι ανοιχτό, αλληλεπιδρά συνεχώς με το περιβάλλον. Για παράδειγμα, το σώμα μας είναι ένα ανοιχτό σύστημα. Είναι δύσκολο να ελέγξετε τη ροή ενέργειας μέσα και έξω από ένα ανοιχτό σύστημα. Επιπλέον, το ενεργειακό ισοζύγιο είναι επίσης δύσκολο. Εφόσον είναι ανοιχτό, η μάζα του συστήματος δεν είναι απαραίτητα σταθερή. μάλλον ο όγκος του είναι σταθερός.
Εικόνα 01: Πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής: Ανοιχτό σύστημα
Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής σχετίζεται με τα ανοιχτά συστήματα. Δηλώνει για την εσωτερική ενέργεια ενός ανοιχτού συστήματος. Μπορούμε να αλλάξουμε την εσωτερική ενέργεια ενός συστήματος είτε κάνοντας εργασίες στο σύστημα είτε θέρμανση. Η αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια ενός ανοιχτού συστήματος είναι ίση με την ποσότητα ενέργειας που πρέπει να προσθέσουμε στο σύστημα (μέσω θέρμανσης ή εργασίας) μείον την ποσότητα που χάνεται από τη ροή της ύλης και την απώλεια ενέργειας λόγω εργασίας που έγινε από το σύστημα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κλειστού συστήματος και ανοιχτού συστήματος;
Αν η ύλη δεν μεταφερθεί μέσω των ορίων, τότε αυτό το είδος συστήματος είναι ένα κλειστό σύστημα. Ενώ, σε ένα ανοιχτό σύστημα, τόσο η ύλη όσο και η ενέργεια μεταφέρονται μέσω του ορίου μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος. Επομένως, η βασική διαφορά μεταξύ κλειστού συστήματος και ανοιχτού συστήματος είναι ότι τα κλειστά συστήματα δεν επιτρέπουν καμία ανταλλαγή ύλης μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος, ενώ το ανοιχτό σύστημα επιτρέπει τις ανταλλαγές ύλης. Επιπλέον, μια άλλη διαφορά μεταξύ κλειστού συστήματος και ανοιχτού συστήματος είναι ότι τα κλειστά συστήματα έχουν σταθερή μάζα ενώ τα ανοιχτά συστήματα έχουν μεταβαλλόμενη μάζα.
Επιπλέον, υπάρχει επίσης διαφορά μεταξύ κλειστού συστήματος και ανοιχτού συστήματος στον έλεγχο των παραγόντων. Δηλαδή, σε αντίθεση με το κλειστό σύστημα, σε ένα ανοιχτό σύστημα είναι δύσκολο να ελεγχθεί η ροή ενέργειας και άλλες παράμετροι.
Σύνοψη – Κλειστό σύστημα εναντίον Ανοιχτού συστήματος
Ένα σύστημα είναι ένα μέρος που εμφανίζεται στο περιβάλλον. Υπάρχουν διάφοροι τύποι επαφών μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος χώρου. Συνεπώς, υπάρχουν δύο συστήματα. ένα ανοιχτό σύστημα και ένα κλειστό σύστημα. Η βασική διαφορά μεταξύ κλειστού συστήματος και ανοιχτού συστήματος είναι ότι σε ένα κλειστό σύστημα, η ύλη δεν ανταλλάσσεται με το περιβάλλον, αλλά η ενέργεια ανταλλάσσεται με το περιβάλλον, ενώ σε ένα ανοιχτό σύστημα, τόσο η ύλη όσο και η ενέργεια ανταλλάσσονται με το περιβάλλον.
