Nøkkelforskjellen mellom isolert system og lukket system er at de isolerte systemene ikke kan utveksle både materie og energi med omgivelsene, men selv om de lukkede systemene heller ikke kan utveksle materie med omgivelsene, kan de utveksle energien.
For å gjøre det enklere å studere kjemi deler vi universet i to deler. Den delen vi skal studere er "systemet", og resten er "omgivelsene". For eksempel kan et system være en organisme, et reaksjonskar eller til og med en enkelt celle. Det går en grense mellom et system og omgivelsene. Grensen definerer omfanget av systemet. Noen ganger utveksles materie og energi gjennom disse grensene. Videre kan vi klassifisere et system i to kategorier; de er det åpne systemet og det lukkede systemet. Et isolert system er en form for et lukket system.
Hva er isolert system?
Et isolert system er en form for et lukket system. Men det skiller seg fra et lukket system fordi det verken har mekanisk eller termisk kontakt med omgivelsene. Det betyr; de isolerte systemene kan ikke utveksle både materie og energi med omgivelsene. Videre når disse systemene termodynamisk likevekt med tiden, ved å balansere trykket, temperaturen eller andre parametere.
Praktisk sett eksisterer ikke et isolert system fordi alle tingene samhandler med hverandre på bestemte måter. Imidlertid kan vi betrakte hele universet som et isolert system, med tanke på at det ikke er noen overføring av materie og energi utenfor universet. Teoretisk sett er dette nyttig når man skal konstruere modeller. For eksempel beskriver den første og andre termodynamiske lov et isolert system.
Figur 01: Sammenligning av isolert system med åpne og lukkede systemer
Termodynamikkens første lov sier at "den indre energien til et isolert system er konstant." Termodynamikkens andre lov sier at "entropien til et isolert system øker i løpet av en spontan prosess." Denne loven gjelder imidlertid bare for isolerte systemer. Entropien vil øke over tid i et isolert system og vil nå maksimumsverdien ved likevekt. Kort sagt, den totale energien til disse systemene kan aldri øke. Dermed kan entropien aldri reduseres.
Hva er lukket system?
I et lukket system kan ikke materie passere grensen. Derfor er saken i et lukket system alltid den samme. Men i denne typen system utveksles energien med omgivelsene. For eksempel, når en reaksjon skjer, kan systemet utvide seg, eller det kan overføre energien til omgivelsene hvis det har en lavere temperatur.
Figur 02: Et system og dets omgivelser atskilt med en grense
Eks: Hvis vi dekker toppen av en varm kopp te med et lokk, blir det et lukket system. Der kan ikke dampen unnslippe systemet. Gassmolekylene i omgivelsene kan heller ikke komme inn i systemet. Derfor er det ingen utveksling av materie. Imidlertid utveksles varmen fra teen med omgivelsene. Vi kan føle varmen hvis vi tar på lokket på koppen. Derfor kommer energien utenfor som termisk energi. Der oppnår systemet en likevekt med omgivelsene når temperaturen i og utenfor systemet blir lik.
Hva er forskjellen mellom isolert system og lukket system?
En grense skiller et system og dets omgivelser. Vi kan navngi et system som enten et åpent eller et lukket system avhengig av utvekslingen av materie og energi gjennom denne grensen. Et isolert system er også en form for et lukket system. Hovedforskjellen mellom isolert system og lukket system er at de isolerte systemene ikke kan utveksle både materie og energi med omgivelsene, men selv om de lukkede systemene ikke kan utveksle materie med omgivelsene, kan de utveksle energien.
Som en annen viktig forskjell mellom isolert system og lukket system, kan vi si at entropien til et isolert system aldri kan avta mens entropien til et lukket system kan avta. Dessuten er isolerte systemer teoretiske; det betyr at disse systemene ikke eksisterer i virkeligheten. Imidlertid eksisterer lukkede systemer i virkeligheten.
Sammendrag – isolert system vs lukket system
Systemer er av to typer; de er det åpne systemet og det lukkede systemet. Isolerte systemer er også en type lukket system. Det er imidlertid få forskjeller mellom dem. Hovedforskjellen mellom isolert system og lukket system er at de isolerte systemene ikke kan utveksle både materie og energi med omgivelsene, men selv om de lukkede systemene heller ikke kan utveksle materie med omgivelsene, kan de utveksle energien.
