Atšķirība starp slēgtu sistēmu un atvērtu sistēmu

galvenā atšķirība starp slēgtu sistēmu un atvērtu sistēmu ir tas, ka slēgtā sistēmā matērija nemainās ar apkārtējo, bet enerģija apmainās ar apkārtējo, turpretī atvērtā sistēmā gan matērija, gan enerģijas apmaiņa ar apkārtējo.

Ķīmijas vajadzībām mēs varam sadalīt Visumu divās daļās; “Sistēma” un “apkārtējie”. Sistēma var būt organisms, reakcijas trauks vai pat viena šūna. Starp sistēmu un apkārtējo ir robežas. Sistēmas darbības joma ir atkarīga no šīm robežām. Dažreiz lietas un enerģijas apmaiņa notiek caur šīm robežām. Mēs varam atšķirt sistēmas pēc to mijiedarbības veida vai pēc notiekošās apmaiņas veidiem. Turklāt mēs varam klasificēt šīs sistēmas divās daļās kā atvērtas un slēgtas sistēmas.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir slēgta sistēma
3. Kas ir atvērta sistēma
4. Salīdzinājums blakus - slēgta sistēma pret atvērtu sistēmu tabulas formā
5. Kopsavilkums

Kas ir slēgta sistēma?

Ja matērija nepāriet robežas robežās, tad šāda veida sistēmu mēs saucam par slēgtu sistēmu. Tomēr slēgtā sistēmā enerģijas apmaiņa notiek ar apkārtni. Jautājums slēgtā sistēmā vienmēr ir vienāds. Kad notiek reakcija, sistēma var izvērsties vai arī tā var nodot enerģiju apkārtējiem, ja tā ir zemākā temperatūrā. Piemēram, ja virzulī ir saspiests šķidrums, tā ir slēgta sistēma. Tur šķidruma masa nemainās, bet tilpums var mainīties.

01. attēls. Sistēma un tās robeža saskarē ar apkārtējiem

Izolēta sistēma ir arī slēgta sistēma. Tomēr tas atšķiras no slēgtas sistēmas, jo izolētajai sistēmai nav ne mehāniska, ne termiska kontakta ar apkārtējo. Ar laiku izolētās sistēmas sasniedz termodinamisko līdzsvaru, līdzsvarojot spiedienu, temperatūru vai citas atšķirības.

Kas ir atvērta sistēma?

Atvērtā sistēmā matērija un enerģija pāriet caur robežu starp sistēmu un apkārtējo. Tā kā tas ir atvērts, tas nepārtraukti mijiedarbojas ar apkārtējiem. Piemēram, mūsu ķermenis ir atvērta sistēma. Ir grūti kontrolēt enerģijas plūsmu atvērtā sistēmā un ārpus tās. Turklāt enerģijas bilance ir arī sarežģīta. Tā kā sistēma ir atvērta, sistēmas masa ne vienmēr ir konstanta; drīzāk tā tilpums ir nemainīgs.

01. attēls. Termodinamikas pirmais likums: atvērta sistēma

Pirmais termodinamikas likums attiecas uz atvērtām sistēmām. Tajā teikts par atvērtās sistēmas iekšējo enerģiju. Mēs varam mainīt sistēmas iekšējo enerģiju, veicot darbu pie sistēmas vai sildot. Atvērtās sistēmas iekšējās enerģijas izmaiņas ir vienādas ar enerģijas daudzumu, kas mums jāpievieno sistēmai (sildot vai veicot darbu), no kā atskaitīts daudzums, ko pazaudējusi viela izplūst, un enerģijas zudumus darba dēļ veica sistēma.

Kāda ir atšķirība starp slēgto sistēmu un atvērto sistēmu?

Ja lieta nepāriet caur robežu, tad šāda veida sistēma ir slēgta sistēma. Tā kā atvērtā sistēmā gan viela, gan enerģija pāriet caur robežu starp sistēmu un apkārtējo. Tāpēc galvenā atšķirība starp slēgtu sistēmu un atvērtu sistēmu ir tā, ka slēgtās sistēmas nepieļauj jebkādu vielas apmaiņu starp sistēmu un apkārtējo, kamēr atvērtā sistēma ļauj apmainīties ar matēriju. Vēl viena atšķirība starp slēgtu sistēmu un atvērtu sistēmu ir tā, ka slēgtām sistēmām ir nemainīga masa, turpretim atvērtām sistēmām ir mainīga masa.

Turklāt faktoru kontrolē pastāv arī atšķirība starp slēgtu sistēmu un atvērtu sistēmu. Tas ir, atšķirībā no slēgtas sistēmas, atvērtā sistēmā ir grūti kontrolēt enerģijas plūsmu un citus parametrus.

Kopsavilkums - slēgtā sistēma pret atvērto sistēmu

Sistēma ir daļa, kas rodas apkārtējā vidē. Starp sistēmu un apkārtējiem ir dažādi kontaktu veidi. Attiecīgi pastāv divas sistēmas; atvērta sistēma un slēgta sistēma. Galvenā atšķirība starp slēgtu sistēmu un atvērtu sistēmu ir tāda, ka slēgtā sistēmā matērija nemainās ar apkārtējo, bet notiek enerģijas apmaiņa ar apkārtējo, savukārt atvērtā sistēmā gan matērija, gan enerģijas apmaiņa ar apkārtējo.

Atsauce:

1. Libreteksti. “Sistēma un tās apkārtne.” Ķīmija LibreTexts, Libretexts, 2016. gada 21. jūlijs. Pieejams šeit

Attēla pieklājība:

1. “Sistēmas robeža” Autors Wavesmikey, izsekojis Stannered (Public Domain), izmantojot Commons Wikimedia 

2. “Pirmā likuma atvērtā sistēma” (publiskais domēns), izmantojot Commons Wikimedia