Avainero suljetun järjestelmän ja avoimen järjestelmän välillä on se, että suljetussa järjestelmässä aine ei vaihda ympäröivän kanssa, vaan energia vaihtuu ympäröivän kanssa, kun taas avoimessa järjestelmässä sekä aine että energia vaihtuu ympärillä.
Kemiaa varten voimme jakaa maailmankaikkeuden kahteen osaan; "järjestelmä" ja "ympäröivä". Järjestelmä voi olla organismi, reaktioastia tai jopa yksittäinen solu. Järjestelmän ja ympäristön välillä on rajat. Järjestelmän laajuus riippuu näistä rajoista. Joskus asiat ja energia vaihtuvat näiden rajojen kautta. Voimme erottaa järjestelmät niiden vuorovaikutusten tyypistä tai vaihdon tyypeistä. Lisäksi voimme luokitella nämä järjestelmät kahteen avoimiin ja suljettuihin järjestelmiin.
Mikä on suljettu järjestelmä?
Jos aine ei kulje rajan läpi, kutsumme tällaista järjestelmää suljetuksi järjestelmäksi. Suljetussa järjestelmässä energia kuitenkin vaihtaa ympäristön kanssa. Asia suljetun järjestelmän sisällä on aina sama. Kun reaktio tapahtuu, järjestelmä voi laajentua tai siirtää energiaa ympäristöön, jos se on alhaisemmassa lämpötilassa. Esimerkiksi kun mäntään on puristettu nestettä, se on suljettu järjestelmä. Siellä nesteen massa ei muutu, mutta tilavuus voi muuttua.
Kuva 01: Järjestelmä ja sen rajat kosketuksessa ympäristöön
Eristetty järjestelmä on myös suljettu järjestelmä. Se eroaa kuitenkin suljetusta järjestelmästä, koska eristetyllä järjestelmällä ei ole mekaanista eikä termistä kosketusta ympäristöönsä. Ajan myötä eristetyt järjestelmät saavuttavat termodynaamisen tasapainon tasapainottamalla painetta, lämpötilaa tai muita eroja.
Mikä on avoin järjestelmä?
Avoimessa järjestelmässä aine ja energia siirtyvät järjestelmän ja ympäristön välisen rajan kautta. Koska se on avoin, se on jatkuvasti vuorovaikutuksessa ympäröivän kanssa. Esimerkiksi kehomme on avoin järjestelmä. On vaikea hallita energian virtausta sisään ja ulos avoimesta järjestelmästä. Lisäksi energiatasapaino on myös vaikeaa. Koska se on avoin, järjestelmän massa ei välttämättä ole vakio; pikemminkin sen tilavuus on vakio.
Kuva 01: Termodynamiikan ensimmäinen pääsääntö: avoin järjestelmä
Termodynamiikan ensimmäinen pääsääntö liittyy avoimiin järjestelmiin. Se kertoo avoimen järjestelmän sisäisestä energiasta. Voimme muuttaa järjestelmän sisäistä energiaa joko tekemällä töitä järjestelmän parissa tai lämmittämällä. Avoimen järjestelmän sisäisen energian muutos on yhtä suuri kuin se energiamäärä, joka meidän on lisättävä järjestelmään (lämmittämällä tai tekemällä työtä) vähennettynä ulosvirtaavan aineen ja työstä aiheutuvan energiahäviön aiheuttamana. järjestelmä.
Mitä eroa suljetulla järjestelmällä ja avoimella järjestelmällä on?
Jos asia ei siirry rajan läpi, niin tällainen järjestelmä on suljettu järjestelmä. Avoimessa järjestelmässä sekä aine että energia siirtyvät järjestelmän ja ympäristön välisen rajan kautta. Siksi avainero suljetun järjestelmän ja avoimen järjestelmän välillä on se, että suljetut järjestelmät eivät salli aineen vaihtoa järjestelmän ja ympäristön välillä, kun taas avoin järjestelmä sallii aineen vaihdon. Lisäksi toinen ero suljetun järjestelmän ja avoimen järjestelmän välillä on se, että suljetuilla järjestelmillä on vakiomassa, kun taas avoimilla järjestelmillä on vaihteleva massa.
Lisäksi suljetun ja avoimen järjestelmän välillä on ero myös tekijöiden hallinnassa. Toisin kuin suljetussa järjestelmässä, avoimessa järjestelmässä energiavirtaa ja muita parametreja on vaikea hallita.
Yhteenveto – Suljettu järjestelmä vs avoin järjestelmä
Järjestelmä on osa, joka esiintyy ympäristössä. Järjestelmän ja ympäristön välillä on erilaisia kontakteja. Vastaavasti on olemassa kaksi järjestelmää; avoin järjestelmä ja suljettu järjestelmä. Keskeinen ero suljetun järjestelmän ja avoimen järjestelmän välillä on, että suljetussa järjestelmässä aine ei vaihda ympäröivän kanssa, vaan energia vaihtuu ympäröivän kanssa, kun taas avoimessa järjestelmässä sekä aine että energia vaihtuvat ympäröivän kanssa.
