Մեկուսացված համակարգի և փակ համակարգի հիմնական տարբերությունն այն է, որ մեկուսացված համակարգերը չեն կարող փոխանակել նյութը և էներգիան շրջապատի հետ, սակայն, չնայած փակ համակարգերը նույնպես չեն կարող նյութը փոխանակել շրջապատի հետ, այն կարող է փոխանակել էներգիան:
Քիմիան ուսումնասիրելու հեշտության համար մենք տիեզերքը բաժանում ենք երկու մասի: Այն մասը, որը մենք պատրաստվում ենք ուսումնասիրել, «համակարգն» է, իսկ մնացածը՝ «շրջապատը»: Օրինակ, համակարգը կարող է լինել օրգանիզմ, ռեակցիայի անոթ կամ նույնիսկ մեկ բջիջ: Համակարգի և շրջակա միջավայրի միջև սահման կա: Սահմանը սահմանում է համակարգի շրջանակը: Երբեմն նյութն ու էներգիան փոխանակվում են այս սահմաններով:Ավելին, մենք կարող ենք համակարգը դասակարգել երկու կատեգորիայի. դրանք են բաց համակարգն ու փակ համակարգը: Մեկուսացված համակարգը փակ համակարգի ձև է:
Ի՞նչ է մեկուսացված համակարգը:
Մեկուսացված համակարգը փակ համակարգի ձև է: Բայց փակ համակարգից այն տարբերվում է նրանով, որ շրջապատի հետ չունի ոչ մեխանիկական, ոչ ջերմային շփում։ Դա նշանակում է; Մեկուսացված համակարգերը չեն կարող փոխանակել նյութը և էներգիան շրջապատի հետ: Ավելին, այս համակարգերը ժամանակի ընթացքում հասնում են թերմոդինամիկական հավասարակշռության՝ հավասարակշռելով ճնշումը, ջերմաստիճանը կամ այլ պարամետրերը։
Գործնականում մեկուսացված համակարգ գոյություն չունի, քանի որ բոլոր իրերը փոխազդում են միմյանց հետ որոշակի ձևերով: Այնուամենայնիվ, մենք կարող ենք ամբողջ տիեզերքը դիտարկել որպես մեկուսացված համակարգ, հաշվի առնելով, որ տիեզերքից դուրս նյութի և էներգիայի փոխանցում չկա: Տեսականորեն սա օգտակար է մոդելներ կառուցելիս: Օրինակ, առաջին և երկրորդ թերմոդինամիկական օրենքները նկարագրում են մեկուսացված համակարգը:
Նկար 01. Մեկուսացված համակարգի համեմատությունը բաց և փակ համակարգերի հետ
Թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը ասում է, որ «մեկուսացված համակարգի ներքին էներգիան հաստատուն է»։ Թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը ասում է, որ «մեկուսացված համակարգի էնտրոպիան աճում է ինքնաբուխ գործընթացի ընթացքում»։ Այնուամենայնիվ, այս օրենքը ճիշտ է միայն մեկուսացված համակարգերի համար: Էնտրոպիան ժամանակի ընթացքում կավելանա մեկուսացված համակարգում և կհասնի առավելագույն արժեքին հավասարակշռության ժամանակ: Մի խոսքով, այս համակարգերի ընդհանուր էներգիան երբեք չի կարող աճել: Այսպիսով, էնտրոպիան երբեք չի կարող նվազել։
Ի՞նչ է փակ համակարգը:
Փակ համակարգում նյութը չի կարող անցնել սահմանով: Հետևաբար, փակ համակարգի ներսում հարցը միշտ նույնն է։Այնուամենայնիվ, այս տեսակի համակարգերում էներգիան փոխանակվում է շրջակա միջավայրի հետ: Օրինակ, երբ ռեակցիա է տեղի ունենում, համակարգը կարող է ընդլայնվել, կամ այն կարող է էներգիան փոխանցել շրջակա միջավայրին, եթե այն ավելի ցածր ջերմաստիճանում է:
Նկար 02. Համակարգ և դրա շրջակայքը բաժանված սահմանով
Նախ. Եթե տաք թեյի բաժակի գագաթը ծածկենք կափարիչով, ապա այն դառնում է փակ համակարգ։ Այնտեղ գոլորշին չի կարող դուրս գալ համակարգից: Բացի այդ, շրջակա գազի մոլեկուլները չեն կարող մտնել համակարգ: Հետևաբար, նյութի փոխանակում չկա։ Այնուամենայնիվ, թեյի ջերմությունը փոխվում է շրջապատի հետ: Մենք կարող ենք զգալ ջերմությունը, եթե դիպչենք բաժակի կափարիչին: Հետևաբար էներգիան դուրս է գալիս որպես ջերմային էներգիա: Այնտեղ համակարգը հավասարակշռության է հասնում շրջապատի հետ, երբ համակարգի ներսում և դրսում ջերմաստիճանը հավասարվում է:
Ո՞րն է տարբերությունը մեկուսացված համակարգի և փակ համակարգի միջև:
Սահմանն առանձնացնում է համակարգը և դրա շրջակայքը: Մենք կարող ենք համակարգը անվանել որպես բաց կամ փակ համակարգ՝ կախված այս սահմանով նյութի և էներգիայի փոխանակումից: Մեկուսացված համակարգը նույնպես փակ համակարգի ձև է: Մեկուսացված համակարգի և փակ համակարգի հիմնական տարբերությունն այն է, որ մեկուսացված համակարգերը չեն կարող փոխանակել նյութը և էներգիան շրջակա միջավայրի հետ, սակայն, չնայած փակ համակարգերը չեն կարող նյութը փոխանակել շրջապատի հետ, այն կարող է փոխանակել էներգիան:
Որպես մեկուսացված համակարգի և փակ համակարգի ևս մեկ կարևոր տարբերություն, մենք կարող ենք ասել, որ մեկուսացված համակարգի էնտրոպիան երբեք չի կարող նվազել, մինչդեռ փակ համակարգի էնտրոպիան կարող է նվազել: Ավելին, մեկուսացված համակարգերը տեսական են. դա նշանակում է, որ այդ համակարգերն իրականում գոյություն չունեն: Այնուամենայնիվ, փակ համակարգերն իրականում գոյություն ունեն։
Ամփոփում – Մեկուսացված համակարգ ընդդեմ փակ համակարգի
Համակարգերը երկու տեսակի են. դրանք են բաց համակարգն ու փակ համակարգը: Մեկուսացված համակարգերը նույնպես փակ համակարգի տեսակ են։ Այնուամենայնիվ, նրանց միջև տարբերությունները քիչ են: Մեկուսացված համակարգի և փակ համակարգի հիմնական տարբերությունն այն է, որ մեկուսացված համակարգերը չեն կարող փոխանակել նյութը և էներգիան շրջակա միջավայրի հետ, սակայն, չնայած փակ համակարգերը նույնպես չեն կարող նյութը փոխանակել շրջապատի հետ, այն կարող է փոխանակել էներգիան::
