Ключовата разлика между затворена система и отворена система е, че в затворена система материята не се обменя със заобикалящата среда, а енергията се обменя с околната среда, докато в отворената система и материята, и енергията се обменят с обкръжение.
За целите на химията можем да разделим Вселената на две части; „система” и „околна среда”. Една система може да бъде организъм, реакционен съд или дори една клетка. Има граници между системата и заобикалящата я среда. Обхватът на системата зависи от тези граници. Понякога материите и енергията се обменят през тези граници. Можем да различим системите по вида на взаимодействията, които имат, или по видовете обмен, които се извършват. Освен това можем да класифицираме тези системи на две като отворени системи и затворени системи.
Какво е затворена система?
Ако материята не преминава през границата, тогава наричаме този вид система затворена система. Въпреки това, в затворена система се обменя енергия с околната среда. Материята вътре в една затворена система е винаги една и съща. Когато се случи реакция, системата може да се разшири или може да прехвърли енергия към околната среда, ако е с по-ниска температура. Например, когато има течност, компресирана в бутало, това е затворена система. Там масата на течността не се променя, но обемът може да се промени.
Фигура 01: Система и нейната граница в контакт със заобикалящата среда
Изолираната система също е затворена система. Въпреки това, тя се различава от затворена система, тъй като изолираната система няма нито механичен, нито термичен контакт с околната среда. С времето изолираните системи достигат термодинамично равновесие чрез балансиране на налягането, температурата или други разлики.
Какво е отворена система?
В отворена система материята и енергията преминават през границата между системата и околната среда. Тъй като е отворен, той непрекъснато взаимодейства с околната среда. Например нашето тяло е отворена система. Трудно е да се контролира енергийният поток в и от отворена система. Освен това енергийният баланс също е труден. Тъй като е отворена, масата на системата не е непременно постоянна; по-скоро неговият обем е постоянен.
Фигура 01: Първи закон на термодинамиката: Отворена система
Първият закон на термодинамиката се отнася до отворените системи. Той гласи за вътрешната енергия на отворена система. Можем да променим вътрешната енергия на система или чрез извършване на работа върху системата, или чрез нагряване. Промяната във вътрешната енергия на отворена система е равна на количеството енергия, което трябва да добавим към системата (чрез нагряване или извършване на работа) минус количеството, загубено от изтичане на материя и загуба на енергия поради работа, извършена от система.
Каква е разликата между затворена система и отворена система?
Ако материята не преминава през границата, тогава този вид система е затворена система. Докато в отворена система и материята, и енергията преминават през границата между системата и околната среда. Следователно ключовата разлика между затворена система и отворена система е, че затворените системи не позволяват обмен на материя между системата и околните, докато отворената система позволява обмен на материя. Освен това друга разлика между затворена система и отворена система е, че затворените системи имат постоянна маса, докато отворените системи имат различна маса.
Освен това, има и разлика между затворена система и отворена система в контролирането на факторите. Тоест, за разлика от затворената система, в отворената система е трудно да се контролира енергийният поток и други параметри.
Резюме – Затворена система срещу отворена система
Системата е част, която се среща в заобикалящата среда. Съществуват различни видове контакти между системата и околната среда. Съответно има две системи; отворена система и затворена система. Ключовата разлика между затворена система и отворена система е, че в затворена система материята не се обменя с околната среда, но енергията се обменя с околната среда, докато в отворена система и материята, и енергията се обменят с околната среда.
