A fő különbség az elszigetelt rendszer és a zárt rendszer között az, hogy az izolált rendszerek nem tudnak anyagot és energiát is kicserélni a környezővel, de bár a zárt rendszerek sem tudnak anyagot cserélni a környezővel, energiát cserélhetnek.
A kémia tanulmányozásának megkönnyítése érdekében az univerzumot két részre osztjuk. Az a rész, amelyet tanulmányozni fogunk, a „rendszer”, a többi pedig a „környező”. Például egy rendszer lehet organizmus, reakcióedény vagy akár egyetlen sejt is. Van egy határ a rendszer és a környezet között. A határ határozza meg a rendszer hatókörét. Néha az anyag és az energia ezeken a határokon keresztül cserélődik. Továbbá egy rendszert két kategóriába sorolhatunk; ezek a nyílt rendszer és a zárt rendszer. Az elszigetelt rendszer a zárt rendszer egyik formája.
Mi az az elszigetelt rendszer?
Az elszigetelt rendszer a zárt rendszer egyik formája. De különbözik a zárt rendszertől, mert sem mechanikai, sem termikus érintkezése nincs a környezetével. Azt jelenti; az elszigetelt rendszerek nem cserélhetik ki mind az anyagot, mind az energiát a környezettel. Ezen túlmenően ezek a rendszerek a nyomás, a hőmérséklet vagy más paraméterek kiegyensúlyozásával idővel elérik a termodinamikai egyensúlyt.
Gyakorlatilag nem létezik elszigetelt rendszer, mert minden dolog bizonyos módon kölcsönhatásban van egymással. Az egész univerzumot azonban elszigetelt rendszernek tekinthetjük, tekintve, hogy az univerzumon kívül nincs anyag- és energiaátvitel. Elméletileg ez hasznos modellek készítésekor. Például az első és a második termodinamikai törvény egy elszigetelt rendszert ír le.
01. ábra: Elszigetelt rendszer összehasonlítása nyitott és zárt rendszerekkel
A termodinamika első törvénye kimondja, hogy „egy elszigetelt rendszer belső energiája állandó”. A termodinamika második főtétele szerint „egy elszigetelt rendszer entrópiája növekszik egy spontán folyamat során”. Ez a törvény azonban csak elszigetelt rendszerekre igaz. Az entrópia idővel növekszik egy elszigetelt rendszerben, és egyensúlyi állapotban éri el a maximális értéket. Röviden, ezeknek a rendszereknek az összenergiája soha nem növekedhet. Így az entrópia soha nem csökkenhet.
Mi az a zárt rendszer?
Zárt rendszerben az anyag nem léphet át a határon. Ezért a zárt rendszeren belül az anyag mindig ugyanaz. Az ilyen típusú rendszerekben azonban az energia a környezővel cserélődik. Például, amikor egy reakció megtörténik, a rendszer kitágulhat, vagy átadhatja az energiát a környezetnek, ha az alacsonyabb hőmérsékletű.
02. ábra: Határral elválasztott rendszer és környezete
Pl.: Ha egy meleg teás csésze tetejét fedővel letakarjuk, akkor zárt rendszerré válik. Ott a gőz nem tud kijutni a rendszerből. Ezenkívül a környező gázmolekulák nem tudnak bejutni a rendszerbe. Ezért nincs anyagcsere. A tea melege azonban kicserélődik a környezővel. Érezzük a meleget, ha megérintjük a csésze fedelét. Ezért az energia hőenergiaként kerül kifelé. Ott a rendszer egyensúlyba kerül a környezettel, amikor a hőmérséklet a rendszeren belül és kívül egyenlővé válik.
Mi a különbség az elszigetelt rendszer és a zárt rendszer között?
A határ elválasztja a rendszert a környezetétől. Egy rendszert nyílt vagy zárt rendszernek nevezhetünk, attól függően, hogy ezen a határon keresztül anyag- és energiacsere történik. Az elszigetelt rendszer a zárt rendszer egyik formája is. A legfontosabb különbség az elszigetelt rendszer és a zárt rendszer között az, hogy az elszigetelt rendszerek nem cserélhetik ki mind az anyagot, mind az energiát a környezővel, de bár a zárt rendszerek nem tudnak anyagot cserélni a környezővel, energiát cserélhetnek.
Az elszigetelt rendszer és a zárt rendszer közötti másik fontos különbségként azt mondhatjuk, hogy egy elszigetelt rendszer entrópiája soha nem csökkenhet, míg egy zárt rendszer entrópiája csökkenhet. Ráadásul az elszigetelt rendszerek elméletiek; Ez azt jelenti, hogy ezek a rendszerek a valóságban nem léteznek. A zárt rendszerek azonban léteznek a valóságban.
Összefoglaló – Elszigetelt rendszer vs zárt rendszer
A rendszereknek két típusa van; ezek a nyílt rendszer és a zárt rendszer. Az izolált rendszerek is a zárt rendszerek egy fajtája. Azonban kevés különbség van köztük. A legfontosabb különbség az elszigetelt rendszer és a zárt rendszer között az, hogy az elszigetelt rendszerek nem cserélhetik ki mind az anyagot, mind az energiát a környezővel, de bár a zárt rendszerek sem tudnak anyagot cserélni a környezővel, energiát cserélhetnek.
