La differenza fondamentale tra sistema chiuso e sistema aperto è che in un sistema chiuso, la materia non scambia con l'ambiente circostante ma l'energia scambia con l'ambiente circostante mentre in un sistema aperto, sia la materia che l'energia scambiano con il circostante.
Ai fini della chimica, possiamo dividere l'universo in due parti; “sistema” e “l'ambiente circostante”. Un sistema può essere un organismo, un recipiente di reazione o anche una singola cellula. Ci sono dei confini tra un sistema e l'ambiente circostante. La portata del sistema dipende da questi confini. A volte le questioni e gli scambi di energia attraverso questi confini. Possiamo distinguere i sistemi dal tipo di interazioni che hanno o dal tipo di scambi che hanno luogo. Inoltre, possiamo classificare questi sistemi in due come sistemi aperti e sistemi chiusi.
Cos'è un sistema chiuso?
Se la materia non si trasferisce attraverso il confine, allora chiamiamo quel tipo di sistema un sistema chiuso. Tuttavia, in un sistema chiuso gli scambi energetici con l'ambiente circostante. La questione all'interno di un sistema chiuso è sempre la stessa. Quando si verifica una reazione, il sistema può espandersi o trasferire energia all'ambiente circostante se si trova a una temperatura inferiore. Ad esempio, quando c'è un fluido compresso in un pistone, è un sistema chiuso. Lì la massa del fluido non cambia, ma il volume può cambiare.
Figura 01: Il sistema e il suo confine a contatto con l'ambiente
Un sistema isolato è anche un sistema chiuso. Tuttavia, si differenzia da un sistema chiuso, perché il sistema isolato non ha né contatto meccanico né termico con l'ambiente circostante. Con il tempo, i sistemi isolati raggiungono l'equilibrio termodinamico bilanciando la pressione, la temperatura o altre differenze.
Cos'è un sistema aperto?
In un sistema aperto, la materia e l'energia si trasferiscono attraverso il confine tra il sistema e l'ambiente circostante. Essendo aperto, interagisce continuamente con l'ambiente circostante. Ad esempio, il nostro corpo è un sistema aperto. È difficile controllare il flusso di energia dentro e fuori un sistema aperto. Inoltre, anche il bilancio energetico è difficile. Poiché è aperto, la massa del sistema non è necessariamente costante; piuttosto il suo volume è costante.
Figura 01: Primo principio della termodinamica: sistema aperto
Il primo principio della termodinamica riguarda i sistemi aperti. Afferma sull'energia interna di un sistema aperto. Possiamo modificare l'energia interna di un sistema sia lavorando sul sistema che riscaldando. La variazione di energia interna di un sistema aperto è uguale alla quantità di energia che dobbiamo aggiungere al sistema (mediante riscaldamento o lavoro) meno la quantità persa dalla materia che defluisce e la perdita di energia dovuta al lavoro è stata effettuata dal sistema.
Qual è la differenza tra sistema chiuso e sistema aperto?
Se la materia non si trasferisce attraverso il confine, allora quel tipo di sistema è un sistema chiuso. Mentre, in un sistema aperto, sia la materia che l'energia si trasferiscono attraverso il confine tra il sistema e l'ambiente circostante. Pertanto, la differenza fondamentale tra sistema chiuso e sistema aperto è che i sistemi chiusi non consentono alcuno scambio di materia tra il sistema e l'ambiente circostante mentre il sistema aperto consente gli scambi di materia. Inoltre, un' altra differenza tra sistema chiuso e sistema aperto è che i sistemi chiusi hanno una massa costante mentre i sistemi aperti hanno una massa variabile.
Inoltre, c'è anche una differenza tra sistema chiuso e sistema aperto nel controllo dei fattori. Cioè, a differenza di un sistema chiuso, in un sistema aperto è difficile controllare il flusso di energia e altri parametri.
Riepilogo – Sistema chiuso vs sistema aperto
Un sistema è una parte che si trova nell'ambiente circostante. Esistono diversi tipi di contatti tra il sistema e l'ambiente circostante. Di conseguenza, ci sono due sistemi; un sistema aperto e un sistema chiuso. Il differenza fondamentale tra sistema chiuso e sistema aperto è quello in un sistema chiuso, la materia non scambia con l'ambiente circostante ma l'energia scambia con l'ambiente circostante mentre in un sistema aperto, sia la materia che l'energia scambiano con l'ambiente circostante.
