Differenza tra sistema isolato e sistema chiuso

Il differenza fondamentale tra sistema isolato e sistema chiuso è quello i sistemi isolati non possono scambiare sia materia che energia con l'ambiente circostante ma, sebbene anche i sistemi chiusi non possano scambiare la materia con l'ambiente circostante, possono scambiare l'energia.

Per la facilità di studiare chimica, dividiamo l'universo in due parti. La parte che studieremo è il "sistema", e il resto è il "circondare". Ad esempio, un sistema può essere un organismo, un recipiente di reazione o anche una singola cellula. C'è un confine tra un sistema e l'ambiente circostante. Il limite definisce l'ambito del sistema. A volte, la materia e lo scambio di energia attraverso questi confini. Inoltre, possiamo classificare un sistema in due categorie; sono il sistema aperto e il sistema chiuso. Un sistema isolato è una forma di un sistema chiuso.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è il sistema isolato
3. Cos'è il sistema chiuso
4. Confronto affiancato - Sistema isolato vs Sistema chiuso in forma tabulare
5. Sommario

Cos'è il sistema isolato?

Un sistema isolato è una forma di un sistema chiuso. Ma differisce da un sistema chiuso perché non ha né un contatto meccanico né termico con l'ambiente circostante. Questo significa; i sistemi isolati non possono scambiare sia la materia che l'energia con l'ambiente circostante. Inoltre, questi sistemi raggiungono l'equilibrio termodinamico nel tempo, bilanciando la pressione, la temperatura o altri parametri.

In pratica, un sistema isolato non esiste perché tutte le cose interagiscono tra loro in determinati modi. Tuttavia, possiamo considerare l'intero universo come un sistema isolato, considerando che non esiste il trasferimento di materia ed energia al di fuori dell'universo. Teoricamente, questo è utile quando costruisci i modelli. Ad esempio, la prima e la seconda legge termodinamica descrivono un sistema isolato.

Figura 01: confronto di sistemi isolati con sistemi aperti e chiusi

Il primo principio della termodinamica afferma che "l'energia interna di un sistema isolato è costante" seconda legge della termodinamica Dice che "l'entropia di un sistema isolato aumenta nel corso di un processo spontaneo". Tuttavia, questa legge è valida solo per i sistemi isolati. L'entropia aumenterà nel tempo in un sistema isolato e raggiungerà il valore massimo all'equilibrio. In breve, l'energia complessiva di questi sistemi non può mai aumentare. Pertanto, l'entropia non può mai diminuire.

Cos'è il sistema chiuso?

In un sistema chiuso, la materia non può passare attraverso il confine. Pertanto, la materia all'interno di un sistema chiuso è sempre la stessa. Tuttavia, in questo tipo di sistema, gli scambi di energia con l'ambiente circostante. Ad esempio, quando si verifica una reazione, il sistema può espandersi o trasferire l'energia all'ambiente circostante se si trova a una temperatura inferiore.

Figura 02: un sistema e il suo circondario separati da un confine

Es: Se copriamo la parte superiore di una tazza di tè caldo con un coperchio, allora diventa un sistema chiuso. Lì, il vapore non può sfuggire al sistema. Inoltre, le molecole di gas nell'ambiente circostante non possono entrare nel sistema. Quindi, non c'è scambio di materia. Tuttavia, il calore degli scambi di tè con l'ambiente circostante. Possiamo sentire il calore se tocchiamo il coperchio della tazza. Quindi l'energia viene fuori come energia termica. Lì, il sistema raggiunge un equilibrio con l'ambiente circostante quando la temperatura all'interno e all'esterno del sistema diventa uguale.

Qual è la differenza tra sistema isolato e sistema chiuso?

Un confine separa un sistema e ciò che lo circonda. Possiamo nominare un sistema come un sistema aperto o chiuso a seconda dello scambio di materia ed energia attraverso questo limite. Un sistema isolato è anche una forma di un sistema chiuso. La differenza principale tra sistema isolato e sistema chiuso è che i sistemi isolati non possono scambiare sia materia che energia con l'ambiente circostante, ma, sebbene i sistemi chiusi non possano scambiare la materia con l'ambiente circostante, possono scambiare l'energia.

Come un'altra importante differenza tra sistema isolato e sistema chiuso, possiamo dire che l'entropia di un sistema isolato non può mai diminuire mentre l'entropia di un sistema chiuso può diminuire. Inoltre, i sistemi isolati sono teorici; ciò significa che questi sistemi non esistono nella realtà. Tuttavia, i sistemi chiusi esistono nella realtà.

Riepilogo: sistema isolato o sistema chiuso

I sistemi sono di due tipi; sono il sistema aperto e il sistema chiuso. I sistemi isolati sono anche un tipo di sistema chiuso. Tuttavia, ci sono poche differenze tra loro. La differenza fondamentale tra sistema isolato e sistema chiuso è che i sistemi isolati non possono scambiare sia materia che energia con l'ambiente circostante, ma, sebbene anche i sistemi chiusi non possano scambiare la materia con l'ambiente circostante, può scambiare l'energia.

Riferimento:

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. "Closed System Definition (Science)." ThoughtCo, 22 giugno 2018. Disponibile qui 
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. "Definizione di sistema isolata". ThoughtCo, 12 luglio 2017. Disponibile qui  

Cortesia dell'immagine:

1. "Diagram Systems" di Alkh.Alwa - Opera propria, (CC BY-SA 4.0) attraverso Commons Wikimedia  
2. "Sistema di confine" di Wavesmikey, (dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia