Sự khác biệt giữa hệ thống biệt lập và hệ thống khép kín
Share
Các sự khác biệt chính giữa hệ thống biệt lập và hệ thống khép kín là các hệ cô lập không thể trao đổi cả vật chất và năng lượng với xung quanh nhưng, mặc dù các hệ kín cũng không thể trao đổi vật chất với xung quanh, nó có thể trao đổi năng lượng.
Để dễ dàng nghiên cứu hóa học, chúng tôi chia vũ trụ thành hai phần. Phần chúng ta sẽ nghiên cứu là hệ thống của người dùng, và phần còn lại là khu vực xung quanh thành phố. Ví dụ, một hệ thống có thể là một sinh vật, một bình phản ứng hoặc thậm chí là một tế bào. Có một ranh giới giữa một hệ thống và xung quanh. Ranh giới xác định phạm vi của hệ thống. Đôi khi, vật chất và năng lượng trao đổi thông qua các ranh giới này. Hơn nữa, chúng ta có thể phân loại một hệ thống thành hai loại; chúng là hệ thống mở và hệ thống khép kín. Một hệ cô lập là một dạng của một hệ thống khép kín.
NỘI DUNG
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Hệ thống biệt lập là gì
3. Hệ thống khép kín là gì
4. So sánh cạnh nhau - Hệ thống biệt lập và Hệ thống khép kín ở dạng bảng
5. Tóm tắt
Hệ thống biệt lập là gì?
Một hệ thống bị cô lập là một dạng của một hệ thống khép kín. Nhưng, nó khác với một hệ thống kín vì nó không tiếp xúc cơ học hay nhiệt với xung quanh. Điều đó có nghĩa là; các hệ thống bị cô lập không thể trao đổi cả vật chất và năng lượng với xung quanh. Hơn nữa, các hệ thống này đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt động theo thời gian, bằng cách cân bằng áp suất, nhiệt độ hoặc các thông số khác.
Thực tế, một hệ thống biệt lập không tồn tại bởi vì tất cả mọi thứ đang tương tác với nhau theo những cách nhất định. Tuy nhiên, chúng ta có thể coi toàn bộ vũ trụ là một hệ cô lập, xem xét không có sự chuyển giao vật chất và năng lượng bên ngoài vũ trụ. Về mặt lý thuyết, điều này rất hữu ích khi xây dựng các mô hình. Ví dụ, các định luật nhiệt động thứ nhất và thứ hai mô tả một hệ cô lập.
Hình 01: So sánh hệ thống biệt lập với hệ thống mở và đóng
Các định luật đầu tiên của nhiệt động lực học nói rằng năng lượng bên trong của một hệ cô lập là không đổi. Các định luật thứ hai của nhiệt động lực học nói rằng, entropy của một hệ thống bị cô lập tăng lên trong quá trình tự phát. Tuy nhiên, luật này chỉ đúng với các hệ thống bị cô lập. Entropy sẽ tăng theo thời gian trong một hệ cô lập và sẽ đạt giá trị tối đa ở trạng thái cân bằng. Tóm lại, năng lượng tổng thể của các hệ thống này không bao giờ có thể tăng lên. Do đó, entropy không bao giờ có thể giảm.
Hệ thống khép kín là gì?
Trong một hệ thống kín, vật chất không thể đi qua ranh giới. Do đó, vấn đề bên trong một hệ thống khép kín luôn giống nhau. Tuy nhiên, trong loại hệ thống này, sự trao đổi năng lượng với xung quanh. Ví dụ, khi phản ứng xảy ra, hệ thống có thể mở rộng hoặc có thể truyền năng lượng cho xung quanh nếu nó ở nhiệt độ thấp hơn.
Hình 02: Một hệ thống và xung quanh được ngăn cách bởi một Ranh giới
Vd: Nếu chúng ta phủ lên trên một tách trà ấm có nắp, thì nó trở thành một hệ thống khép kín. Ở đó, hơi nước không thể thoát khỏi hệ thống. Ngoài ra, các phân tử khí ở xung quanh không thể vào hệ thống. Do đó, không có trao đổi vật chất. Tuy nhiên, sức nóng của trà trao đổi với xung quanh. Chúng ta có thể cảm thấy hơi nóng nếu chạm vào nắp cốc. Do đó, năng lượng đi ra ngoài như năng lượng nhiệt. Ở đó, hệ thống đạt được trạng thái cân bằng với xung quanh khi nhiệt độ bên trong và bên ngoài hệ thống trở nên bằng nhau.
Sự khác biệt giữa hệ thống biệt lập và hệ thống khép kín là gì?
Một ranh giới ngăn cách một hệ thống và xung quanh nó. Chúng ta có thể đặt tên cho một hệ thống là một hệ thống mở hoặc khép kín tùy thuộc vào sự trao đổi vật chất và năng lượng thông qua ranh giới này. Một hệ thống bị cô lập cũng là một dạng của một hệ thống khép kín. Sự khác biệt chính giữa hệ cô lập và hệ kín là các hệ cô lập không thể trao đổi cả vật chất và năng lượng với xung quanh nhưng, mặc dù các hệ kín có thể trao đổi vật chất với xung quanh, nó có thể trao đổi năng lượng.
Là một sự khác biệt quan trọng khác giữa hệ cô lập và hệ kín, chúng ta có thể nói rằng entropy của một hệ cô lập không bao giờ có thể giảm trong khi entropy của hệ kín có thể giảm. Hơn nữa, các hệ thống bị cô lập là lý thuyết; điều đó có nghĩa là, các hệ thống này không tồn tại trong thực tế. Tuy nhiên, các hệ thống khép kín tồn tại trong thực tế.
Tóm tắt - Hệ thống biệt lập và Hệ thống khép kín
Hệ thống có hai loại; chúng là hệ thống mở và hệ thống khép kín. Hệ thống biệt lập cũng là một loại hệ thống khép kín. Tuy nhiên, có rất ít sự khác biệt giữa chúng. Sự khác biệt chính giữa hệ cô lập và hệ kín là các hệ cô lập không thể trao đổi cả vật chất và năng lượng với xung quanh nhưng, mặc dù các hệ kín cũng không thể trao đổi vật chất với xung quanh, nó có thể trao đổi năng lượng.
Tài liệu tham khảo:
1. Helmenstine, Anne Marie, Tiến sĩ Định nghĩa hệ thống khép kín (Khoa học). Th thinkCo, ngày 22 tháng 6 năm 2018. Có sẵn tại đây
2. Helmenstine, Anne Marie, Tiến sĩ Định nghĩa hệ thống biệt lập. Th thinkCo, ngày 12 tháng 7 năm 2017. Có sẵn tại đây
Hình ảnh lịch sự:
1. Hệ thống biểu đồ của người nổi tiếng Alkh.Alwa - Công việc riêng, (CC BY-SA 4.0) qua Commons Wikimedia
2. Hệ thống ranh giới ranh giới Xếp theo Wavesmikey, (Tên miền công cộng) qua Commons Wikimedia
