Verschil tussen geïsoleerd systeem en gesloten systeem

De belangrijk verschil tussen geïsoleerd systeem en gesloten systeem is dat de geïsoleerde systemen kunnen materie en energie niet uitwisselen met de omgeving, maar hoewel de gesloten systemen ook geen materie met de omgeving kunnen uitwisselen, kan het de energie uitwisselen.

Voor het gemak van het bestuderen van chemie, verdelen we het universum in twee delen. Het deel dat we gaan bestuderen is het "systeem" en de rest is de "omgeving". Een systeem kan bijvoorbeeld een organisme, een reactievat of zelfs een enkele cel zijn. Er is een grens tussen een systeem en de omgeving. De grens definieert de reikwijdte van het systeem. Soms wisselen materie en energie zich uit via deze grenzen. Bovendien kunnen we een systeem in twee categorieën indelen; zij zijn het open systeem en het gesloten systeem. Een geïsoleerd systeem is een vorm van een gesloten systeem.

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is een geïsoleerd systeem
3. Wat is gesloten systeem
4. Vergelijking zij aan zij - Geïsoleerd systeem versus gesloten systeem in tabelvorm
5. Samenvatting

Wat is een geïsoleerd systeem?

Een geïsoleerd systeem is een vorm van een gesloten systeem. Maar het verschilt van een gesloten systeem omdat het noch mechanisch noch thermisch contact heeft met de omgeving. Dat betekent; de geïsoleerde systemen kunnen materie en energie niet uitwisselen met de omgeving. Verder bereiken deze systemen thermodynamisch evenwicht met de tijd, door het balanceren van de druk, temperatuur of andere parameters.

Praktisch gezien bestaat een geïsoleerd systeem niet omdat alle dingen op bepaalde manieren met elkaar in wisselwerking staan. We kunnen het hele universum echter als een geïsoleerd systeem beschouwen, aangezien er geen overdracht van materie en energie buiten het universum plaatsvindt. Theoretisch is dit handig bij het bouwen van modellen. De eerste en tweede thermodynamische wetgeving beschrijven bijvoorbeeld een geïsoleerd systeem.

Figuur 01: Vergelijking van geïsoleerd systeem met open en gesloten systemen

De eerste wet van de thermodynamica stelt dat de "interne energie van een geïsoleerd systeem constant is" tweede wet van de thermodynamica zegt dat "de entropie van een geïsoleerd systeem toeneemt in de loop van een spontaan proces." Deze wet geldt echter alleen voor geïsoleerde systemen. De entropie neemt met de tijd toe in een geïsoleerd systeem en bereikt de maximale waarde bij het evenwicht. Kortom, de totale energie van deze systemen kan nooit toenemen. De entropie kan dus nooit verminderen.

Wat is gesloten systeem?

In een gesloten systeem kan materie de grens niet overschrijden. Daarom is de materie binnen een gesloten systeem altijd hetzelfde. In dit type systeem wisselt de energie echter uit met de omgeving. Wanneer bijvoorbeeld een reactie plaatsvindt, kan het systeem uitzetten, of het kan de energie naar de omgeving overbrengen als het op een lagere temperatuur is.

Figuur 02: Een systeem en de omgeving gescheiden door een grens

Vb: Als we de bovenkant van een warme kop thee afdekken met een deksel, dan wordt het een gesloten systeem. Daar kan de stoom niet uit het systeem ontsnappen. Ook kunnen de gasmoleculen in de omgeving het systeem niet binnendringen. Daarom is er geen uitwisseling van materie. De warmte van de thee wisselt echter met de omgeving. We kunnen de hitte voelen als we het deksel van de beker raken. Daarom komt de energie naar buiten als thermische energie. Daar bereikt het systeem een ​​evenwicht met de omgeving wanneer de temperatuur binnen en buiten het systeem gelijk wordt.

Wat is het verschil tussen geïsoleerd systeem en gesloten systeem?

Een grens scheidt een systeem en de omgeving ervan. We kunnen een systeem een ​​open of een gesloten systeem noemen, afhankelijk van de uitwisseling van materie en energie via deze grens. Een geïsoleerd systeem is ook een vorm van een gesloten systeem. Het belangrijkste verschil tussen geïsoleerd systeem en gesloten systeem is dat de geïsoleerde systemen niet beide materie en energie kunnen uitwisselen met de omgeving, maar hoewel de gesloten systemen geen materie met de omgeving kunnen uitwisselen, kan het de energie uitwisselen.

Als een ander belangrijk verschil tussen een geïsoleerd systeem en een gesloten systeem, kunnen we zeggen dat de entropie van een geïsoleerd systeem nooit kan afnemen terwijl de entropie van een gesloten systeem kan afnemen. Bovendien zijn geïsoleerde systemen theoretisch; dat betekent dat deze systemen in werkelijkheid niet bestaan. In werkelijkheid bestaan ​​er echter gesloten systemen.

Samenvatting - Geïsoleerd systeem versus gesloten systeem

Systemen zijn er in twee soorten; zij zijn het open systeem en het gesloten systeem. Geïsoleerde systemen zijn ook een soort gesloten systeem. Er zijn echter weinig verschillen tussen beide. Het belangrijkste verschil tussen geïsoleerd systeem en gesloten systeem is dat de geïsoleerde systemen niet beide materie en energie kunnen uitwisselen met de omgeving, maar hoewel de gesloten systemen ook geen materie met de omgeving kunnen uitwisselen, kan het de energie uitwisselen.

Referentie:

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. "Closed System Definition (Science)." ThoughtCo, Jun. 22, 2018. Beschikbaar Hier 
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. "Geïsoleerde systeemdefinitie." ThoughtCo, 12 juli 2017. Beschikbaar Hier  

Afbeelding met dank aan:

1. "Diagramsystemen" door Alkh.Alwa - Eigen werk, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia  
2. "Systeemgrens" door Wavesmikey, (Public Domain) via Commons Wikimedia