Ključna razlika između zatvorenog sistema i otvorenog sistema je u tome što se u zatvorenom sistemu materija ne razmenjuje sa okolinom, već se energija razmenjuje sa okruženjem, dok se u otvorenom sistemu i materija i energija razmenjuju sa okolina.
Za potrebe hemije, možemo podeliti univerzum na dva dela; “sistem” i “okolina”. Sistem može biti organizam, reakciona posuda ili čak jedna ćelija. Postoje granice između sistema i okoline. Obim sistema zavisi od ovih granica. Ponekad se stvari i energija razmjenjuju kroz ove granice. Sisteme možemo razlikovati po vrsti interakcije koju imaju ili po vrstama razmjena koje se odvijaju. Štaviše, ove sisteme možemo klasifikovati u dva na otvorene i zatvorene sisteme.
Šta je zatvoreni sistem?
Ako se materija ne prenosi preko granice, onda takvu vrstu sistema nazivamo zatvorenim sistemom. Međutim, u zatvorenom sistemu se energija razmenjuje sa okolinom. Stvar unutar zatvorenog sistema je uvijek ista. Kada se reakcija dogodi, sistem se može proširiti ili može prenijeti energiju u okolinu ako je na nižoj temperaturi. Na primjer, kada je fluid komprimiran u klipu, to je zatvoreni sistem. Tamo se masa tečnosti ne menja, ali se zapremina može promeniti.
Slika 01: Sistem i njegova granica u kontaktu sa okruženjem
Izolovani sistem je takođe zatvoreni sistem. Međutim, razlikuje se od zatvorenog sistema, jer izolovani sistem nema ni mehanički ni termički kontakt sa svojom okolinom. Vremenom, izolovani sistemi postižu termodinamičku ravnotežu balansirajući pritisak, temperaturu ili druge razlike.
Šta je otvoreni sistem?
U otvorenom sistemu, materija i energija se prenose kroz granicu između sistema i okoline. Pošto je otvoren, kontinuirano je u interakciji sa okolinom. Na primjer, naše tijelo je otvoren sistem. Teško je kontrolisati protok energije ui iz otvorenog sistema. Nadalje, energetski bilans je također težak. Pošto je otvoren, masa sistema nije nužno konstantna; nego je njegov volumen konstantan.
Slika 01: Prvi zakon termodinamike: otvoreni sistem
Prvi zakon termodinamike odnosi se na otvorene sisteme. Ona govori o unutrašnjoj energiji otvorenog sistema. Unutrašnju energiju sistema možemo promijeniti bilo radom na sistemu ili grijanjem. Promena unutrašnje energije otvorenog sistema jednaka je količini energije koju treba da dodamo sistemu (zagrevanjem ili radom) umanjenoj za količinu izgubljene materijom koja je isticala i gubitak energije usled rada izvršen od strane sistem.
Koja je razlika između zatvorenog sistema i otvorenog sistema?
Ako se materija ne prenosi preko granice, onda je takav sistem zatvoreni sistem. Dok se u otvorenom sistemu i materija i energija prenose kroz granicu između sistema i okoline. Stoga je ključna razlika između zatvorenog i otvorenog sistema u tome što zatvoreni sistemi ne dozvoljavaju nikakvu razmjenu materije između sistema i okoline, dok otvoreni sistem dozvoljava razmjenu materije. Nadalje, druga razlika između zatvorenog sistema i otvorenog sistema je u tome što zatvoreni sistemi imaju konstantnu masu dok otvoreni sistemi imaju promjenjivu masu.
Štaviše, postoji i razlika između zatvorenog sistema i otvorenog sistema u kontroli faktora. To jest, za razliku od zatvorenog sistema, u otvorenom sistemu je teško kontrolisati protok energije i druge parametre.
Sažetak – zatvoreni sistem naspram otvorenog sistema
Sistem je dio koji se javlja u okruženju. Postoje različite vrste kontakata između sistema i okoline. Shodno tome, postoje dva sistema; otvoreni sistem i zatvoreni sistem. Ključna razlika između zatvorenog sistema i otvorenog sistema je u tome što se u zatvorenom sistemu materija ne razmenjuje sa okolinom, već se energija razmenjuje sa okolinom, dok se u otvorenom sistemu i materija i energija razmenjuju sa okolinom.
