Ključna razlika između zatvorenog i otvorenog sustava je u tome što se u zatvorenom sustavu materija ne izmjenjuje s okolinom, već se energija izmjenjuje s okolinom, dok se u otvorenom sustavu i materija i energija izmjenjuju s okolinom. okruženje.
Za potrebe kemije, možemo podijeliti svemir na dva dijela; “sustav” i “okruženje”. Sustav može biti organizam, reakcijska posuda ili čak jedna stanica. Postoje granice između sustava i okoline. Opseg sustava ovisi o tim granicama. Ponekad se materije i energija razmjenjuju kroz te granice. Sustave možemo razlikovati prema vrsti interakcija koje imaju ili prema vrsti razmjene koja se odvija. Štoviše, te sustave možemo klasificirati u dva tipa: otvorene sustave i zatvorene sustave.
Što je zatvoreni sustav?
Ako materija ne prolazi kroz granicu, onda takav sustav nazivamo zatvorenim sustavom. Međutim, u zatvorenom sustavu dolazi do izmjene energije s okolinom. Materija unutar zatvorenog sustava uvijek je ista. Kada dođe do reakcije, sustav se može proširiti ili može prenijeti energiju u okolinu ako je na nižoj temperaturi. Na primjer, kada postoji tekućina komprimirana u klipu, to je zatvoreni sustav. Tamo se masa tekućine ne mijenja, ali se volumen može promijeniti.
Slika 01: Sustav i njegova granica u kontaktu s okolinom
Izolirani sustav također je zatvoreni sustav. Međutim, razlikuje se od zatvorenog sustava jer izolirani sustav nema ni mehanički ni toplinski kontakt s okolinom. S vremenom izolirani sustavi postižu termodinamičku ravnotežu balansiranjem tlaka, temperature ili drugih razlika.
Što je otvoreni sustav?
U otvorenom sustavu materija i energija se prenose kroz granicu između sustava i okoline. Budući da je otvoren, kontinuirano je u interakciji s okolinom. Na primjer, naše tijelo je otvoreni sustav. Teško je kontrolirati protok energije ui iz otvorenog sustava. Nadalje, energetska ravnoteža je također teška. Budući da je otvoren, masa sustava nije nužno konstantna; nego mu je volumen konstantan.
Slika 01: Prvi zakon termodinamike: Otvoreni sustav
Prvi zakon termodinamike odnosi se na otvorene sustave. Govori o unutarnjoj energiji otvorenog sustava. Možemo promijeniti unutarnju energiju sustava bilo radom na sustavu ili zagrijavanjem. Promjena unutarnje energije otvorenog sustava jednaka je količini energije koju trebamo dodati sustavu (pomoću zagrijavanja ili vršenja rada) minus količina izgubljena istjecanjem tvari i gubitak energije uslijed rada sustav.
Koja je razlika između zatvorenog i otvorenog sustava?
Ako materija ne prolazi kroz granicu, onda je takav sustav zatvoreni sustav. Dok se u otvorenom sustavu i materija i energija prenose kroz granicu između sustava i okoline. Stoga je ključna razlika između zatvorenog i otvorenog sustava u tome što zatvoreni sustavi ne dopuštaju nikakvu razmjenu tvari između sustava i okoline, dok otvoreni sustav dopušta razmjenu tvari. Nadalje, još jedna razlika između zatvorenog i otvorenog sustava je u tome što zatvoreni sustavi imaju konstantnu masu dok otvoreni sustavi imaju promjenjivu masu.
Štoviše, postoji i razlika između zatvorenog i otvorenog sustava u kontroli faktora. Odnosno, za razliku od zatvorenog sustava, u otvorenom sustavu je teško kontrolirati protok energije i ostale parametre.
Sažetak – Zatvoreni sustav naspram otvorenog sustava
Sustav je dio koji se javlja u okruženju. Postoje različite vrste kontakata između sustava i okoline. Sukladno tome, postoje dva sustava; otvoreni sustav i zatvoreni sustav. Ključna razlika između zatvorenog i otvorenog sustava je u tome što se u zatvorenom sustavu materija ne izmjenjuje s okolinom, već se energija izmjenjuje s okolinom, dok se u otvorenom sustavu i materija i energija izmjenjuju s okolinom.
