Diferența dintre sistemul deschis și cel închis
Share
Diferența principală - Sistem deschis / închis
Termodinamica este o ramură a fizicii care explică transferul de energie între obiecte și împrejurimi. Termenii termodinamici pot fi, de asemenea, utilizați pentru înțelegerea comportamentului chimic al speciilor chimice. Sistemul și împrejurimile sunt doi termeni de bază utilizați în termodinamică. Un sistem este o parte a universului care este studiat și înconjurat este restul universului, altul decât sistemul respectiv. Marginea sistemului care îl separă de împrejurimi se numește limită. Sistemele pot exista în trei moduri, cum ar fi sistemele deschise, sistemele închise și sistemele izolate. Principala diferență dintre sistemul deschis și cel închis este asta într-un sistem deschis, materia poate fi schimbată cu mediul înconjurător întrucât, într-un sistem închis, materia nu poate fi schimbată cu împrejurimile.
Domenii cheie acoperite
1. Ce este un sistem deschis
- Definiție, Caracteristici
2. Ce este un sistem închis?
- Definiție, Caracteristici
3. Care este diferența dintre sistemele deschise și închise
- Compararea diferențelor cheie
Termeni cheie: energie, sistem de energie cinetică, materie, energie potențială, înconjurătoare, termodinamică
Ce este un sistem deschis
Un sistem deschis poate fi definit ca un sistem care poate schimba materia și energia cu mediul înconjurător. De exemplu, pământul poate fi recunoscut ca un sistem deschis. În acest caz, pământul este sistemul și spațiul este înconjurător. Lumina soarelui poate ajunge la suprafața pământului și putem trimite rachete în spațiu. Lumina soarelui și racheta pot fi explicate ca energie și materie, respectiv.
Schimbul de materie între sistemul deschis și împrejurimile are loc cu ușurință. Acest lucru poate fi, de asemenea, ușor de explicat prin adăugarea de materie sau eliminarea materiei. Dar schimbul de energie este un pic mai complicat deoarece energia poate fi schimbată în diferite forme și pot avea loc conversii diferite în timpul acestui schimb. Energia este schimbată sub formă de căldură sau în orice altă formă.
În termeni termodinamici, schimbul de energie se caracterizează prin energie potențială, energie cinetică și energie termică. Energia potențială este energia stocată. Energia cinetică este energia transportată de un obiect în timp ce se mișcă. Cu toate acestea, energia unui sistem există întotdeauna într-una din aceste trei stări sau în două state în același timp. De exemplu, un obiect staționar poate schimba căldura cu mediul înconjurător. Apoi are atât energie potențială, cât și energie termică. Energia poate fi schimbată sau transferată ca energie potențială sau energie cinetică. Dar, uneori, energia potențială poate fi transformată în energie cinetică sau poate să apară contrariul. Energia termică sau căldura sunt, de asemenea, schimbate între sistemele deschise și împrejurimile acestora.
Datorită capacității de a schimba materia între sistemul deschis și mediul înconjurător, masa internă a unui sistem deschis variază în funcție de timp. Dacă se adaugă materie, masa va crește și, dacă materia este îndepărtată, masa va scădea.
Figura 1: Deoarece cana nu este acoperită, atât energia cât și materia pot fi schimbate cu mediul înconjurător. Astfel, acesta este un sistem deschis.
Ce este un sistem închis?
Un sistem închis este un sistem în care numai energia poate fi schimbată, dar nu contează. Materia nu poate fi schimbată într-un sistem închis, deoarece materia conține particule care nu pot trece frontiera sistemului. Dar energia este trecută prin această limită ca fotoni, deoarece energia nu este particuloasă. Prin urmare, într-un sistem închis, masa rămâne constantă, deoarece materia nu poate fi îndepărtată sau adăugată. Dar energia poate fi transferată mai ales ca energie termică sau termică.
De exemplu, dacă o cană caldă de apă este acoperită prin plasarea unui capac în partea superioară a paharului, atunci aburul nu poate scăpa de sistem din cauza capacului. De asemenea, moleculele de gaz din aer nu pot intra în cupă din cauza capacului. Deci, nu există schimb de materie. Dar dacă atingem capacul după ceva timp, putem simți că este cald. Cupa se va simti si calda; acest lucru indică faptul că energia vine în afară ca energie termică. Dacă acest sistem este menținut la o temperatură normală pentru o lungă perioadă de timp, se poate observa că paharul, capacul sau apa nu mai sunt calde. Acest lucru se datorează faptului că sistemul a împărțit energia termică cu mediul înconjurător până când temperatura sistemului devine egală cu temperatura mediului înconjurător. Aceasta se numește echilibru.
Figura 2: Potul acoperit este un exemplu al unui sistem închis deoarece nu poate schimba materia cu împrejurimile din cauza capacului.
Diferența dintre sistemele deschise și cele închise
Definiție
Sistem deschis: Un sistem deschis este un sistem termodinamic în care energia și materia pot fi schimbate cu împrejurimile sale.
Sistem închis: Un sistem închis este un sistem termodinamic în care energia poate fi schimbată cu înconjurul său, dar nu contează.
Schimbul de materie
Sistem deschis: Sistemele deschise pot face schimb de probleme cu mediul înconjurător.
Sistem închis: Sistemele închise nu pot face schimb de probleme cu mediul înconjurător.
Masa internă
Sistem deschis: Masa sistemului va varia în funcție de timp în sistemele deschise.
Sistem închis: În sistemele închise, masa sistemului este constantă.
Limita sistemului
Sistem deschis: Sistemele deschise au limite care nu sunt închise.
Sistem închis: Limita unui sistem închis este complet închisă.
Concluzie
Oriunde în mediul înconjurător există interacțiuni între sisteme și împrejurimile lor. Sistemele pot fi deschise, închise sau izolate. Principala diferență dintre sistemul deschis și cel închis este că, în sistemul deschis, materia poate fi schimbată cu mediul înconjurător, în timp ce într-un sistem închis materia nu poate fi schimbată cu mediul înconjurător.
Referințe:
1. "Un sistem și împrejurimile sale". LibreTexts. Libretexts, 21 iulie 2016. Web. Disponibil aici. 16 iunie 2017.
2. "Sisteme deschise, închise și izolate în chimia fizică". Fundamentele științei fizice. N.p., n.d. Web. Disponibil aici. 16 iunie 2017.
Datorită fotografiei:
1. "345707" (Domeniul Public) prin Pixabay
2. "abur de cafea 2" de waferboard (CC BY 2.0) prin intermediul Flickr
