Dallimi kryesor midis sistemit të izoluar dhe sistemit të mbyllur është se sistemet e izoluara nuk mund të shkëmbejnë materien dhe energjinë me mjedisin përreth, por, megjithëse sistemet e mbyllura gjithashtu nuk mund të shkëmbejnë lëndën me mjedisin përreth, ato mund të shkëmbejnë energjinë.
Për lehtësinë e studimit të kimisë, ne e ndajmë universin në dy pjesë. Pjesa që do të studiojmë është "sistemi", dhe pjesa tjetër është "rrethimi". Për shembull, një sistem mund të jetë një organizëm, një enë reagimi apo edhe një qelizë e vetme. Ekziston një kufi midis një sistemi dhe rrethinës. Kufiri përcakton shtrirjen e sistemit. Ndonjëherë, materia dhe energjia shkëmbehen përmes këtyre kufijve. Për më tepër, ne mund ta klasifikojmë një sistem në dy kategori; ato janë sistemi i hapur dhe sistemi i mbyllur. Një sistem i izoluar është një formë e një sistemi të mbyllur.
Çfarë është sistemi i izoluar?
Një sistem i izoluar është një formë e një sistemi të mbyllur. Por, ai ndryshon nga një sistem i mbyllur sepse nuk ka kontakt mekanik dhe as termik me rrethinën e tij. Kjo do të thotë; sistemet e izoluara nuk mund të shkëmbejnë materien dhe energjinë me mjedisin përreth. Më tej, këto sisteme arrijnë ekuilibrin termodinamik me kalimin e kohës, duke balancuar presionin, temperaturën ose parametra të tjerë.
Praktikisht, një sistem i izoluar nuk ekziston sepse të gjitha gjërat ndërveprojnë me njëra-tjetrën në mënyra të caktuara. Megjithatë, ne mund ta konsiderojmë të gjithë universin si një sistem të izoluar, duke pasur parasysh se nuk ka transferim të materies dhe energjisë jashtë universit. Teorikisht, kjo është e dobishme kur ndërtoni modele. Për shembull, ligji i parë dhe i dytë termodinamik përshkruajnë një sistem të izoluar.
Figura 01: Krahasimi i sistemit të izoluar me sistemet e hapura dhe të mbyllura
Ligji i parë i termodinamikës thotë se "energjia e brendshme e një sistemi të izoluar është konstante". Ligji i dytë i termodinamikës thotë se "entropia e një sistemi të izoluar rritet gjatë një procesi spontan". Megjithatë, ky ligj është i vërtetë vetëm për sistemet e izoluara. Entropia do të rritet me kalimin e kohës në një sistem të izoluar dhe do të arrijë vlerën maksimale në ekuilibër. Shkurtimisht, energjia e përgjithshme e këtyre sistemeve nuk mund të rritet kurrë. Kështu, entropia nuk mund të ulet kurrë.
Çfarë është sistemi i mbyllur?
Në një sistem të mbyllur, materia nuk mund të kalojë përmes kufirit. Prandaj, çështja brenda një sistemi të mbyllur është gjithmonë e njëjtë. Megjithatë, në këtë lloj sistemi, energjia shkëmbehet me mjedisin përreth. Për shembull, kur ndodh një reaksion, sistemi mund të zgjerohet, ose mund të transferojë energjinë në mjedis nëse është në një temperaturë më të ulët.
Figura 02: Një sistem dhe rrethinat e tij të ndara nga një kufi
Psh: Nëse e mbulojmë me kapak majën e një filxhani të ngrohtë çaji, atëherë ai bëhet një sistem i mbyllur. Atje, avulli nuk mund të dalë nga sistemi. Gjithashtu, molekulat e gazit në mjedis nuk mund të hyjnë në sistem. Prandaj, nuk ka shkëmbim të materies. Megjithatë, nxehtësia e çajit shkëmbehet me mjedisin përreth. Mund ta ndiejmë nxehtësinë nëse prekim kapakun e filxhanit. Prandaj energjia del jashtë si energji termike. Atje, sistemi arrin një ekuilibër me mjedisin kur temperatura brenda dhe jashtë sistemit bëhet e barabartë.
Cili është ndryshimi midis sistemit të izoluar dhe sistemit të mbyllur?
Një kufi ndan një sistem dhe rrethinën e tij. Ne mund ta emërtojmë një sistem si sistem i hapur ose i mbyllur në varësi të shkëmbimit të materies dhe energjisë përmes këtij kufiri. Një sistem i izoluar është gjithashtu një formë e një sistemi të mbyllur. Dallimi kryesor midis sistemit të izoluar dhe sistemit të mbyllur është se sistemet e izoluara nuk mund të shkëmbejnë materien dhe energjinë me mjedisin përreth, por, megjithëse sistemet e mbyllura nuk mund të shkëmbejnë lëndën me mjedisin përreth, ai mund të shkëmbejë energjinë.
Si një ndryshim tjetër i rëndësishëm midis sistemit të izoluar dhe sistemit të mbyllur, mund të themi se entropia e një sistemi të izoluar nuk mund të ulet kurrë ndërsa entropia e një sistemi të mbyllur mund të ulet. Për më tepër, sistemet e izoluara janë teorike; kjo do të thotë se këto sisteme nuk ekzistojnë në realitet. Megjithatë, sistemet e mbyllura ekzistojnë në realitet.
Përmbledhje – Sistemi i izoluar kundrejt sistemit të mbyllur
Sistemet janë dy llojesh; ato janë sistemi i hapur dhe sistemi i mbyllur. Sistemet e izoluara janë gjithashtu një lloj sistemi i mbyllur. Megjithatë, ka pak dallime midis tyre. Dallimi kryesor midis sistemit të izoluar dhe sistemit të mbyllur është se sistemet e izoluara nuk mund të shkëmbejnë si lëndën ashtu edhe energjinë me mjedisin përreth, por, megjithëse sistemet e mbyllura gjithashtu nuk mund të shkëmbejnë lëndën me mjedisin përreth, ai mund të shkëmbejë energjinë.
