الاختلاف الرئيسي بين النظام المغلق والنظام المفتوح هو أنه في النظام المغلق ، لا يتم تبادل الأمر مع المحيط ولكن ، يتم تبادل الطاقة مع المحيط بينما في النظام المفتوح ، يتم تبادل كل من المادة والطاقة مع المحيطة
لغرض الكيمياء ، يمكننا تقسيم الكون إلى قسمين ؛ "النظام" و "المحيط". يمكن أن يكون النظام كائنًا حيًا أو وعاء تفاعل أو حتى خلية واحدة. هناك حدود بين النظام وما يحيط به. نطاق النظام يعتمد على هذه الحدود. في بعض الأحيان تكون الأمور وتبادل الطاقة من خلال هذه الحدود.يمكننا تمييز الأنظمة حسب نوع التفاعلات التي تجريها أو حسب أنواع التبادلات التي تحدث. علاوة على ذلك ، يمكننا تصنيف هذه الأنظمة إلى نظامين مفتوحين وأنظمة مغلقة.
ما هو النظام المغلق؟
إذا لم تنتقل المادة عبر الحدود ، فإننا نسمي هذا النوع من النظام كنظام مغلق. ومع ذلك ، في نظام مغلق يتبادل الطاقة مع المناطق المحيطة. المسألة داخل نظام مغلق هي نفسها دائمًا. عندما يحدث تفاعل ، يمكن للنظام أن يتوسع ، أو يمكنه نقل الطاقة إلى المناطق المحيطة إذا كانت في درجة حرارة منخفضة. على سبيل المثال ، عندما يكون هناك سائل مضغوط في مكبس ، فهو نظام مغلق. هناك كتلة من السائل لا تتغير ، ولكن الحجم قد يتغير.
الشكل 01: النظام وحدوده في اتصال مع المحيط
النظام المعزول هو أيضًا نظام مغلق. ومع ذلك ، فهو يختلف عن النظام المغلق ، لأن النظام المعزول ليس له اتصال ميكانيكي ولا حراري مع محيطه. مع مرور الوقت ، تصل الأنظمة المعزولة إلى التوازن الديناميكي الحراري من خلال موازنة الضغط أو درجة الحرارة أو الاختلافات الأخرى.
ما هو النظام المفتوح؟
في نظام مفتوح ، تنتقل المادة والطاقة عبر الحدود بين النظام والمحيط. نظرًا لأنه مفتوح ، فإنه يتفاعل باستمرار مع المحيط. على سبيل المثال ، جسمنا نظام مفتوح. من الصعب التحكم في تدفق الطاقة داخل وخارج نظام مفتوح. علاوة على ذلك ، فإن توازن الطاقة صعب أيضًا. نظرًا لأنه مفتوح ، فإن كتلة النظام ليست بالضرورة ثابتة ؛ بل حجمه ثابت
الشكل 01: القانون الأول للديناميكا الحرارية: النظام المفتوح
القانون الأول للديناميكا الحرارية يتعلق بالأنظمة المفتوحة. تنص على الطاقة الداخلية لنظام مفتوح. يمكننا تغيير الطاقة الداخلية للنظام إما عن طريق العمل على النظام أو التدفئة. يساوي التغيير في الطاقة الداخلية لنظام مفتوح كمية الطاقة التي نحتاج إلى إضافتها إلى النظام (عن طريق التسخين أو القيام بالعمل) مطروحًا منه الكمية المفقودة بسبب تدفق المادة إلى الخارج وفقدان الطاقة بسبب العمل الذي تم إنجازه بواسطة النظام.
ما الفرق بين النظام المغلق والنظام المفتوح؟
إذا لم ينتقل الأمر عبر الحدود ، فإن هذا النوع من النظام هو نظام مغلق. بينما ، في النظام المفتوح ، تنتقل كل من المادة والطاقة عبر الحدود بين النظام والمنطقة المحيطة به. لذلك ، فإن الاختلاف الرئيسي بين النظام المغلق والنظام المفتوح هو أن الأنظمة المغلقة لا تسمح بأي تبادل للمادة بين النظام والمناطق المحيطة بينما يسمح النظام المفتوح بتبادل المادة.علاوة على ذلك ، هناك اختلاف آخر بين النظام المغلق والنظام المفتوح وهو أن الأنظمة المغلقة لها كتلة ثابتة بينما الأنظمة المفتوحة لها كتلة متفاوتة.
علاوة على ذلك ، هناك أيضًا فرق بين النظام المغلق والنظام المفتوح في التحكم في العوامل. أي ، على عكس النظام المغلق ، في النظام المفتوح ، من الصعب التحكم في تدفق الطاقة والمعلمات الأخرى.
ملخص - النظام المغلق مقابل النظام المفتوح
النظام هو جزء يحدث في المحيط. هناك أنواع مختلفة من الاتصالات بين النظام والمنطقة المحيطة به. وفقًا لذلك ، هناك نظامان ؛ نظام مفتوح ونظام مغلق. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين النظام المغلق والنظام المفتوح في أنه في النظام المغلق ، لا يتم تبادل المادة مع المحيط ، ولكن يتم تبادل الطاقة مع المحيط بينما في النظام المفتوح ، يتم تبادل المادة والطاقة مع المحيط.
