Rozdíl mezi izolovaným a uzavřeným systémem

klíčový rozdíl mezi izolovaným a uzavřeným systémem je to izolované systémy nemohou vyměňovat hmotu a energii s okolím, ale ačkoli uzavřené systémy také nemohou vyměňovat hmotu s okolím, mohou si vyměňovat energii.

Pro snadnost studia chemie rozdělujeme vesmír na dvě části. Část, kterou budeme studovat, je „systém“ a zbytek je „okolní“. Systém může být například organismus, reakční nádoba nebo dokonce jedna buňka. Existuje hranice mezi systémem a okolím. Hranice definuje rozsah systému. Někdy dochází k výměně hmoty a energie přes tyto hranice. Dále můžeme systém klasifikovat do dvou kategorií; jsou otevřeným a uzavřeným systémem. Izolovaný systém je forma uzavřeného systému.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je izolovaný systém
3. Co je uzavřený systém
4. Porovnání bok po boku - izolovaný systém vs uzavřený systém v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je izolovaný systém?

Izolovaný systém je forma uzavřeného systému. Liší se však od uzavřeného systému, protože nemá mechanické ani tepelné spojení s okolím. To znamená; izolované systémy nemohou vyměňovat hmotu ani energii s okolím. Dále tyto systémy dosahují termodynamické rovnováhy s časem vyvážením tlaku, teploty nebo jiných parametrů.

Prakticky izolovaný systém neexistuje, protože všechny věci spolu navzájem určitým způsobem interagují. Můžeme však považovat celý vesmír za izolovaný systém, vzhledem k tomu, že nedochází k přenosu hmoty a energie mimo vesmír. Teoreticky je to užitečné při konstrukci modelů. Například první a druhý termodynamický zákon popisuje izolovaný systém.

Obrázek 01: Porovnání izolovaného systému s otevřenými a uzavřenými systémy

první zákon termodynamiky uvádí, že „vnitřní energie izolovaného systému je konstantní“. druhý zákon termodynamiky říká, že „entropie izolovaného systému se zvyšuje v průběhu spontánního procesu.“ Tento zákon však platí pouze pro izolované systémy. Entropie se v průběhu času zvyšuje v izolovaném systému a dosahuje maximální hodnoty v rovnováze. Stručně řečeno, celková energie těchto systémů se nikdy nemůže zvýšit. Entropie se tak nikdy nemůže snížit.

Co je uzavřený systém?

V uzavřeném systému nemůže hmota procházet hranicí. Proto je záležitost uvnitř uzavřeného systému vždy stejná. V tomto typu systému však dochází k výměně energie s okolím. Například, když dojde k reakci, systém se může rozšířit nebo může přenést energii do okolí, pokud je při nižší teplotě.

Obrázek 02: Systém a jeho okolí oddělené hranicí

Příklad: Pokud přikryjeme horní část teplého čaje čajem víkem, stane se z něj uzavřený systém. Tam nemůže pára uniknout systému. Rovněž molekuly plynu v okolí nemohou vstoupit do systému. Neexistuje tedy žádná výměna hmoty. Teplo čaje se však mění s okolím. Cítíme teplo, když se dotkneme víka šálku. Proto energie vychází ven jako tepelná energie. Tam systém dosáhne rovnováhy s okolím, když se teplota uvnitř a vně systému vyrovná.

Jaký je rozdíl mezi izolovaným a uzavřeným systémem??

Hranice odděluje systém a jeho okolí. Můžeme pojmenovat systém jako otevřený nebo uzavřený systém v závislosti na výměně hmoty a energie přes tuto hranici. Izolovaný systém je také formou uzavřeného systému. Klíčový rozdíl mezi izolovaným systémem a uzavřeným systémem je v tom, že izolované systémy nemohou vyměňovat hmotu a energii s okolím, ale ačkoli uzavřené systémy nemohou vyměňovat hmotu s okolím, mohou si vyměňovat energii.

Jako další důležitý rozdíl mezi izolovaným a uzavřeným systémem můžeme říci, že entropie izolovaného systému se nikdy nemůže snížit, zatímco entropie uzavřeného systému se může snížit. Izolované systémy jsou navíc teoretické; to znamená, že tyto systémy ve skutečnosti neexistují. Ve skutečnosti však uzavřené systémy existují.

Shrnutí - izolovaný systém vs uzavřený systém

Systémy jsou dvou typů; jsou otevřeným a uzavřeným systémem. Izolované systémy jsou také druhem uzavřeného systému. Mezi nimi je však jen málo rozdílů. Klíčový rozdíl mezi izolovaným systémem a uzavřeným systémem je v tom, že izolované systémy nemohou vyměňovat hmotu a energii s okolím, ale ačkoli uzavřené systémy také nemohou vyměňovat hmotu s okolím, mohou si vyměňovat energii.

Odkaz:

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. "Definice uzavřeného systému (věda)." ThoughtCo, 22. června 2018. K dispozici zde 
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. "Izolovaná definice systému." ThoughtCo, 12. července 2017. K dispozici zde  

Obrázek se svolením:

1. ”Diagram Systems” Autor Alkh.Alwa - vlastní práce, (CC BY-SA 4.0) přes Commons Wikimedia  
2. „Systémová hranice“ od Wavesmikey, (Public Domain), prostřednictvím Commons Wikimedia