Forskjellen mellom lukket system og åpent system

De nøkkelforskjell mellom lukket system og åpent system er det i et lukket system veksler ikke saken med omgivelsene, men energibytte med omgivelsene, mens i et åpent system, både materie og energiutveksling med omgivelsene.

For formålet med kjemi kan vi dele universet i to deler; "System" og "det omkringliggende". Et system kan være en organisme, et reaksjonsbeholder eller til og med en enkelt celle. Det er grenser mellom et system og omgivelsene. Omfanget av systemet er avhengig av disse grensene. Noen ganger saker og energi utveksling gjennom disse grensene. Vi kan skille systemene etter hva slags samspill de har eller ved hvilke typer utvekslinger som foregår. Videre kan vi klassifisere disse systemene i to som åpne systemer og lukkede systemer.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er et lukket system
3. Hva er et åpent system
4. Side ved side sammenligning - Lukket system vs åpent system i tabellform
5. Sammendrag

Hva er et lukket system?

Hvis saken ikke overføres gjennom grensen, kaller vi den typen system som et lukket system. Imidlertid i et lukket system energibytte med omgivelsene. Saken i et lukket system er alltid det samme. Når en reaksjon skjer, kan systemet ekspandere, eller det kan overføre energi til omgivelsene dersom det er lavere temperatur. For eksempel, når det er et fluid komprimert i et stempel, er det et lukket system. Der endres ikke væskens masse, men volumet kan endres.

Figur 01: System og grense i kontakt med omgivelsene

Et isolert system er også et lukket system. Det adskiller seg imidlertid fra et lukket system, fordi det isolerte systemet hverken har mekanisk eller termisk kontakt med omgivelsene. Med tiden når isolerte systemer termodynamisk likevekt ved å balansere trykk, temperatur eller andre forskjeller.

Hva er et åpent system?

I et åpent system overfører saken og energien gjennom grensen mellom systemet og omgivelsene. Siden den er åpen, samhandler den kontinuerlig med omgivelsene. For eksempel er kroppen vår et åpent system. Det er vanskelig å kontrollere energistrømmen inn og ut av et åpent system. Videre er energibalansen også vanskelig. Siden det er åpent, er systemets masse ikke nødvendigvis konstant; heller er volumet konstant.

Figur 01: Termodynamikkens første lov: Åpen system

Første termodynamikkloven gjelder åpne systemer. Det står om den indre energien til et åpent system. Vi kan forandre den indre energien til et system, enten ved å arbeide med systemet eller oppvarming. Endringen i indre energi i et åpent system er lik mengden energi som vi trenger å legge til i systemet (ved oppvarming eller arbeid) minus mengde som er tapt ved at materialet strømmer ut og energitap på grunn av arbeidet er gjort av system.

Hva er forskjellen mellom lukket system og åpent system?

Hvis saken ikke overfører gjennom grensen, er den typen system et lukket system. Mens i et åpent system overfører både saken og energien gjennom grensen mellom systemet og omgivelsene. Derfor er nøkkelforskjellen mellom lukket system og åpent system at de lukkede systemene ikke tillater utveksling av saken mellom systemet og omgivelsene mens det åpne systemet tillater utveksling av saken. Videre er en annen forskjell mellom lukket system og åpent system at de lukkede systemene har en konstant masse mens de åpne systemene har en varierende masse.

Videre er det også en forskjell mellom lukket system og åpent system for å kontrollere faktorene. Det er, i motsetning til i lukket system, i et åpent system, det er vanskelig å kontrollere energistrømmen og andre parametere.

Sammendrag - Lukket system vs åpent system

Et system er en del som oppstår i omgivelsene. Det er forskjellige typer kontakter mellom systemet og omgivelsene. Følgelig er det to systemer; et åpent system og et lukket system. Hovedforskjellen mellom lukket system og åpent system er at i et lukket system, utveksler saken ikke med omgivelsene, men energibytene med omgivelsene, mens i et åpent system, både materie og energiutveksling med omgivelsene.

Henvisning:

1. Libretexts. "Et system og dets omgivelser." Kjemi LibreTexts, Libretexts, 21. juli 2016. Tilgjengelig her

Bilde Courtesy:

1. "Systemgrense" Av Wavesmikey, sporet av Stannered (Public Domain) via Commons Wikimedia 

2. "Første lov åpent system" (Public Domain) via Commons Wikimedia