Sự khác biệt cơ bản giữa hệ thống kín và hệ thống mở là trong một hệ thống kín, vật chất không trao đổi với xung quanh mà năng lượng trao đổi với xung quanh trong khi trong hệ thống mở, cả vật chất và năng lượng đều trao đổi với xung quanh.
Với mục đích hóa học, chúng ta có thể chia vũ trụ thành hai phần; "Hệ thống" và "xung quanh". Một hệ thống có thể là một sinh vật, một mạch phản ứng hoặc thậm chí là một tế bào đơn lẻ. Có ranh giới giữa một hệ thống và xung quanh. Phạm vi của hệ thống phụ thuộc vào các ranh giới này. Đôi khi các vấn đề và sự trao đổi năng lượng thông qua những ranh giới này. Chúng ta có thể phân biệt các hệ thống theo kiểu tương tác mà chúng có hoặc theo kiểu trao đổi diễn ra. Hơn nữa, chúng ta có thể phân loại các hệ thống này thành hai hệ thống mở và hệ thống đóng.
Hệ thống kín là gì?
Nếu vật chất không chuyển qua ranh giới, thì chúng ta gọi loại hệ thống đó là hệ thống đóng. Tuy nhiên, trong một hệ thống khép kín năng lượng trao đổi với môi trường xung quanh. Vấn đề bên trong một hệ thống khép kín luôn giống nhau. Khi phản ứng xảy ra, hệ có thể nở ra, hoặc có thể truyền năng lượng ra xung quanh nếu ở nhiệt độ thấp hơn. Ví dụ, khi có một chất lỏng được nén trong một piston, nó là một hệ thống kín. Ở đó khối lượng của chất lỏng không thay đổi, nhưng thể tích có thể thay đổi.
Hình 01: Hệ thống và Ranh giới của nó trong Liên hệ với Xung quanh
Một hệ thống biệt lập cũng là một hệ thống khép kín. Tuy nhiên, nó khác với một hệ thống kín, bởi vì hệ thống cô lập không có tiếp xúc cơ và nhiệt với xung quanh nó. Cùng với thời gian, các hệ thống cô lập đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt động bằng cách cân bằng áp suất, nhiệt độ hoặc các chênh lệch khác.
Hệ thống Mở là gì?
Trong một hệ thống mở, vật chất và năng lượng truyền qua ranh giới giữa hệ thống và xung quanh. Vì nó mở, nó liên tục tương tác với xung quanh. Ví dụ, cơ thể của chúng ta là một hệ thống mở. Thật khó để kiểm soát dòng năng lượng vào và ra khỏi một hệ thống mở. Hơn nữa, việc cân bằng năng lượng cũng khó khăn. Vì nó là mở, khối lượng của hệ thống không nhất thiết phải không đổi; đúng hơn là âm lượng của nó không đổi.
Hình 01: Định luật đầu tiên của Nhiệt động lực học: Hệ thống mở
Định luật đầu tiên của nhiệt động lực học liên quan đến hệ thống mở. Nó nói về năng lượng bên trong của một hệ thống mở. Chúng ta có thể thay đổi năng lượng bên trong của một hệ thống bằng cách thực hiện công việc trên hệ thống hoặc sưởi ấm. Sự thay đổi nội năng của một hệ thống mở bằng lượng năng lượng mà chúng ta cần thêm vào hệ thống (bằng cách đốt nóng hoặc làm việc) trừ đi lượng mất đi do vật chất chảy ra ngoài và năng lượng mất đi do công việc được thực hiện bởi hệ thống.
Sự khác biệt giữa Hệ thống đóng và Hệ thống mở là gì?
Nếu vật chất không chuyển qua ranh giới, thì loại hệ thống đó là hệ thống khép kín. Trong khi đó, trong một hệ thống mở, cả vật chất và năng lượng đều chuyển qua ranh giới giữa hệ thống và xung quanh. Do đó, điểm khác biệt chính giữa hệ thống đóng và hệ thống mở là hệ thống đóng không cho phép bất kỳ sự trao đổi vật chất nào giữa hệ thống và xung quanh trong khi hệ thống mở cho phép trao đổi vật chất. Hơn nữa, một sự khác biệt khác giữa hệ thống kín và hệ thống mở là hệ thống đóng có khối lượng không đổi trong khi hệ thống mở có khối lượng thay đổi.
Hơn nữa, cũng có sự khác biệt giữa hệ thống đóng và hệ thống mở trong việc kiểm soát các yếu tố. Đó là, không giống như trong hệ thống kín, trong một hệ thống mở, rất khó để kiểm soát dòng năng lượng và các thông số khác.
Tóm tắt - Hệ thống đóng và Hệ thống mở
Hệ thống là một phần xảy ra xung quanh. Có nhiều loại liên hệ khác nhau giữa hệ thống và xung quanh. Theo đó, có hai hệ thống; một hệ thống mở và một hệ thống đóng. Sự khác biệt cơ bản giữa hệ thống kín và hệ thống mở là trong một hệ thống đóng, vật chất không trao đổi với xung quanh mà năng lượng trao đổi với xung quanh trong khi trong hệ thống mở, cả vật chất và năng lượng đều trao đổi với xung quanh.
