იზოლირებულ სისტემასა და დახურულ სისტემას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ იზოლირებულ სისტემებს არ შეუძლიათ გაცვალონ მატერია და ენერგია გარემომცველთან, მაგრამ, თუმცა დახურულ სისტემებსაც არ შეუძლიათ მატერიის გაცვლა გარემოსთან, მას შეუძლიათ ენერგიის გაცვლა.
ქიმიის შესწავლის სიმარტივისთვის, ჩვენ სამყაროს ვყოფთ ორ ნაწილად. ნაწილი, რომლის შესწავლას ვაპირებთ, არის „სისტემა“, დანარჩენი კი არის „გარდამო“. მაგალითად, სისტემა შეიძლება იყოს ორგანიზმი, რეაქციის ჭურჭელი ან თუნდაც ერთი უჯრედი. არსებობს საზღვარი სისტემასა და გარემოს შორის. საზღვარი განსაზღვრავს სისტემის ფარგლებს. ზოგჯერ მატერია და ენერგია ცვლის ამ საზღვრებს.გარდა ამისა, ჩვენ შეგვიძლია სისტემის კლასიფიკაცია ორ კატეგორიად; ეს არის ღია სისტემა და დახურული სისტემა. იზოლირებული სისტემა არის დახურული სისტემის ფორმა.
რა არის იზოლირებული სისტემა?
იზოლირებული სისტემა არის დახურული სისტემის ფორმა. მაგრამ ის განსხვავდება დახურული სისტემისგან, რადგან მას არ აქვს არც მექანიკური და არც თერმული შეხება გარემოსთან. Ეს ნიშნავს; იზოლირებულ სისტემებს არ შეუძლიათ მატერიის და ენერგიის გაცვლა გარემოსთან. გარდა ამისა, ეს სისტემები აღწევენ თერმოდინამიკურ წონასწორობას დროთა განმავლობაში, წნევის, ტემპერატურის ან სხვა პარამეტრების დაბალანსებით.
პრაქტიკულად, იზოლირებული სისტემა არ არსებობს, რადგან ყველა ნივთი ურთიერთქმედებს ერთმანეთთან გარკვეული გზებით. თუმცა, ჩვენ შეგვიძლია მივიჩნიოთ მთელი სამყარო, როგორც იზოლირებული სისტემა, იმის გათვალისწინებით, რომ სამყაროს გარეთ მატერიისა და ენერგიის გადატანა არ ხდება. თეორიულად, ეს გამოსადეგია მოდელების აგებისას. მაგალითად, პირველი და მეორე თერმოდინამიკური კანონები აღწერს იზოლირებულ სისტემას.
სურათი 01: იზოლირებული სისტემის შედარება ღია და დახურულ სისტემებთან
თერმოდინამიკის პირველი კანონი ამბობს, რომ „იზოლირებული სისტემის შიდა ენერგია მუდმივია“. თერმოდინამიკის მეორე კანონი ამბობს, რომ „იზოლირებული სისტემის ენტროპია იზრდება სპონტანური პროცესის დროს“. თუმცა, ეს კანონი მოქმედებს მხოლოდ იზოლირებულ სისტემებზე. ენტროპია დროთა განმავლობაში გაიზრდება იზოლირებულ სისტემაში და მიაღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას წონასწორობის დროს. მოკლედ, ამ სისტემების საერთო ენერგია ვერასოდეს გაიზრდება. ამრიგად, ენტროპია ვერასოდეს შემცირდება.
რა არის დახურული სისტემა?
დახურულ სისტემაში მატერია ვერ გაივლის საზღვარს. ამიტომ, დახურულ სისტემაში საკითხი ყოველთვის ერთი და იგივეა.თუმცა, ამ ტიპის სისტემაში ენერგიის გაცვლა ხდება გარემოსთან. მაგალითად, როდესაც რეაქცია ხდება, სისტემა შეიძლება გაფართოვდეს, ან მას შეუძლია ენერგიის გადატანა გარემოში, თუ ის დაბალ ტემპერატურაზეა.
სურათი 02: სისტემა და მისი შემოგარენი გამოყოფილი საზღვრით
მაგ: თუ თბილ ჩაის ფინჯანს თავსახური დავაფარებთ, მაშინ ის დახურულ სისტემად იქცევა. იქ ორთქლი სისტემას ვერ აცილებს. ასევე, ირგვლივ არსებული გაზის მოლეკულები ვერ შედიან სისტემაში. შესაბამისად, მატერიის გაცვლა არ ხდება. თუმცა, ჩაის სითბო ირგვლივ იცვლება. სითბოს ვგრძნობთ, თუ ჭიქის თავსახურს შევეხებით. ამიტომ ენერგია გამოდის გარეთ, როგორც თერმული ენერგია. იქ სისტემა აღწევს წონასწორობას გარემოსთან, როდესაც ტემპერატურა სისტემის შიგნით და გარეთ თანაბარი ხდება.
რა განსხვავებაა იზოლირებულ სისტემასა და დახურულ სისტემას შორის?
საზღვარი ჰყოფს სისტემას და მის შემოგარენს. ჩვენ შეგვიძლია დავასახელოთ სისტემა, როგორც ღია ან დახურული სისტემა, რაც დამოკიდებულია მატერიისა და ენერგიის გაცვლაზე ამ საზღვრის გავლით. იზოლირებული სისტემა ასევე არის დახურული სისტემის ფორმა. იზოლირებულ სისტემასა და დახურულ სისტემას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ იზოლირებულ სისტემებს არ შეუძლიათ გაცვალონ მატერია და ენერგია გარემომცველთან, მაგრამ, თუმცა დახურულ სისტემებს არ შეუძლიათ მატერიის გაცვლა გარემოსთან, მას შეუძლია ენერგიის გაცვლა.
როგორც კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი განსხვავება იზოლირებულ სისტემასა და დახურულ სისტემას შორის, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ იზოლირებული სისტემის ენტროპია ვერასოდეს შემცირდება, ხოლო დახურული სისტემის ენტროპია შეიძლება შემცირდეს. უფრო მეტიც, იზოლირებული სისტემები თეორიულია; ეს ნიშნავს, რომ ეს სისტემები რეალურად არ არსებობს. თუმცა, დახურული სისტემები რეალურად არსებობს.
რეზიუმე – იზოლირებული სისტემა დახურული სისტემის წინააღმდეგ
სისტემები ორი ტიპისაა; ეს არის ღია სისტემა და დახურული სისტემა. იზოლირებული სისტემები ასევე არის დახურული სისტემის ტიპი. თუმცა, მათ შორის მცირე განსხვავებაა. იზოლირებულ სისტემასა და დახურულ სისტემას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ იზოლირებულ სისტემებს არ შეუძლიათ გაცვალონ მატერია და ენერგია გარემომცველთან, მაგრამ, თუმცა დახურულ სისტემებსაც არ შეუძლიათ მატერიის გაცვლა გარემოსთან, მას შეუძლია ენერგიის გაცვლა.
