Der Hauptunterschied zwischen isoliertem System und geschlossenem System besteht darin, dass die isolierten Systeme nicht sowohl Materie als auch Energie mit der Umgebung austauschen können, aber obwohl auch die geschlossenen Systeme keine Materie mit der Umgebung austauschen können, können sie die Energie austauschen.
Um das Chemiestudium zu erleichtern, teilen wir das Universum in zwei Teile. Der Teil, den wir untersuchen werden, ist das „System“, und der Rest ist die „Umgebung“. Ein System kann beispielsweise ein Organismus, ein Reaktionsgefäß oder sogar eine einzelne Zelle sein. Es gibt eine Grenze zwischen einem System und der Umgebung. Die Grenze definiert den Geltungsbereich des Systems. Manchmal tauschen sich Materie und Energie durch diese Grenzen aus. Darüber hinaus können wir ein System in zwei Kategorien einteilen; Sie sind das offene System und das geschlossene System. Ein isoliertes System ist eine Form eines geschlossenen Systems.
Was ist ein isoliertes System?
Ein isoliertes System ist eine Form eines geschlossenen Systems. Es unterscheidet sich jedoch von einem geschlossenen System dadurch, dass es weder mechanischen noch thermischen Kontakt mit seiner Umgebung hat. Das bedeutet; die isolierten Systeme können nicht sowohl Materie als auch Energie mit der Umgebung austauschen. Außerdem erreichen diese Systeme mit der Zeit ein thermodynamisches Gleichgewicht, indem sie den Druck, die Temperatur oder andere Parameter ausgleichen.
Praktisch existiert kein isoliertes System, da alle Dinge auf bestimmte Weise miteinander interagieren. Wir können jedoch das gesamte Universum als ein isoliertes System betrachten, wenn man bedenkt, dass es keine Übertragung von Materie und Energie außerhalb des Universums gibt. Theoretisch ist dies beim Erstellen von Modellen nützlich. Beispielsweise beschreiben das erste und das zweite thermodynamische Gesetz ein isoliertes System.
Abbildung 01: Vergleich isoliertes System mit offenem und geschlossenem System
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die „innere Energie eines isolierten Systems konstant ist“. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass „die Entropie eines isolierten Systems im Verlauf eines spontanen Prozesses zunimmt“. Dieses Gesetz gilt jedoch nur für isolierte Systeme. Die Entropie wird in einem isolierten System mit der Zeit zunehmen und im Gleichgewicht den Maximalwert erreichen. Kurz gesagt, die Gesamtenergie dieser Systeme kann niemals zunehmen. Die Entropie kann also niemals abnehmen.
Was ist ein geschlossenes System?
In einem geschlossenen System kann Materie die Grenze nicht passieren. Daher ist die Materie innerhalb eines geschlossenen Systems immer dieselbe. Allerdings tauscht sich bei dieser Art von System die Energie mit der Umgebung aus. Wenn beispielsweise eine Reaktion stattfindet, kann sich das System ausdehnen oder die Energie an die Umgebung übertragen, wenn es eine niedrigere Temperatur hat.
Abbildung 02: Ein System und seine Umgebung, getrennt durch eine Grenze
Bsp.: Wenn wir eine warme Teetasse mit einem Deckel abdecken, dann wird daraus ein geschlossenes System. Dort kann der Dampf nicht aus dem System entweichen. Auch die Gasmoleküle aus der Umgebung können nicht in das System eindringen. Es findet also kein Stoffaustausch statt. Die Wärme des Tees tauscht sich jedoch mit der Umgebung aus. Wir können die Hitze spüren, wenn wir den Deckel der Tasse berühren. Daher kommt die Energie als thermische Energie nach außen. Dort erreicht das System ein Gleichgewicht mit der Umgebung, wenn die Temperatur innerhalb und außerhalb des Systems gleich wird.
Was ist der Unterschied zwischen isoliertem System und geschlossenem System?
Eine Grenze trennt ein System von seiner Umgebung. Wir können ein System entweder als offenes oder als geschlossenes System bezeichnen, abhängig vom Austausch von Materie und Energie durch diese Grenze. Ein isoliertes System ist auch eine Form eines geschlossenen Systems. Der Hauptunterschied zwischen isoliertem System und geschlossenem System besteht darin, dass die isolierten Systeme nicht sowohl Materie als auch Energie mit der Umgebung austauschen können, aber obwohl die geschlossenen Systeme keine Materie mit der Umgebung austauschen können, können sie die Energie austauschen.
Als weiteren wichtigen Unterschied zwischen isoliertem System und geschlossenem System können wir sagen, dass die Entropie eines isolierten Systems niemals abnehmen kann, während die Entropie eines geschlossenen Systems abnehmen kann. Darüber hinaus sind isolierte Systeme theoretisch; das heißt, diese Systeme existieren in Wirklichkeit nicht. In der Realität existieren jedoch geschlossene Systeme.
Zusammenfassung – Isoliertes System vs. geschlossenes System
Es gibt zwei Arten von Systemen; Sie sind das offene System und das geschlossene System. Isolierte Systeme sind auch eine Art geschlossenes System. Es gibt jedoch nur wenige Unterschiede zwischen ihnen. Der Hauptunterschied zwischen isoliertem System und geschlossenem System besteht darin, dass die isolierten Systeme nicht sowohl Materie als auch Energie mit der Umgebung austauschen können, aber obwohl auch die geschlossenen Systeme keine Materie mit der Umgebung austauschen können, können sie die Energie austauschen.
