Unterschied zwischen geschlossenem und offenem System

Das Hauptunterschied zwischen geschlossenem System und offenem System ist das In einem geschlossenen System tauscht sich die Materie nicht mit der Umgebung aus, sondern die Energie tauscht sich mit der Umgebung aus, wohingegen sich in einem offenen System Materie und Energie mit der Umgebung austauscht.

Zum Zwecke der Chemie können wir das Universum in zwei Teile teilen. "System" und "die Umgebung". Ein System kann ein Organismus, ein Reaktionsgefäß oder sogar eine einzelne Zelle sein. Es gibt Grenzen zwischen einem System und der Umgebung. Der Umfang des Systems hängt von diesen Grenzen ab. Manchmal tauschen sich Angelegenheiten und Energieaustausch über diese Grenzen aus. Wir können die Systeme durch die Art der Interaktionen, die sie haben, oder durch die Art des Austauschs unterscheiden. Darüber hinaus können wir diese Systeme in zwei offene Systeme und geschlossene Systeme einteilen.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist ein geschlossenes System?
3. Was ist ein offenes System?
4. Side-by-Side-Vergleich - Geschlossenes System vs. Offenes System in Tabellenform
5. Zusammenfassung

Was ist ein geschlossenes System??

Wenn sich Materie nicht durch die Grenze überträgt, nennen wir diese Art von System als geschlossenes System. In einem geschlossenen System tauscht sich jedoch Energie mit der Umgebung aus. Die Sache in einem geschlossenen System ist immer dasselbe. Bei einer Reaktion kann sich das System ausdehnen oder bei niedrigerer Temperatur Energie in die Umgebung übertragen. Wenn sich beispielsweise ein Fluid in einem Kolben befindet, handelt es sich um ein geschlossenes System. Dort ändert sich die Masse der Flüssigkeit nicht, aber das Volumen kann sich ändern.

Abbildung 01: System und seine Grenze in Kontakt mit der Umgebung

Ein isoliertes System ist auch ein geschlossenes System. Sie unterscheidet sich jedoch von einem geschlossenen System, da das isolierte System weder mechanischen noch thermischen Kontakt mit seiner Umgebung hat. Mit der Zeit erreichen isolierte Systeme ein thermodynamisches Gleichgewicht, indem sie Druck, Temperatur oder andere Unterschiede ausgleichen.

Was ist ein offenes System??

In einem offenen System werden Materie und Energie durch die Grenze zwischen dem System und der Umgebung übertragen. Da es offen ist, interagiert es ständig mit der Umgebung. Zum Beispiel ist unser Körper ein offenes System. Es ist schwierig, den Energiefluss in ein und aus einem offenen System zu steuern. Darüber hinaus ist auch die Energiebilanz schwierig. Da es offen ist, ist die Masse des Systems nicht notwendigerweise konstant. vielmehr ist das Volumen konstant.

Abbildung 01: Erster Hauptsatz der Thermodynamik: Offenes System

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik bezieht sich auf offene Systeme. Es sagt über die innere Energie eines offenen Systems. Wir können die innere Energie eines Systems entweder durch Arbeiten am System oder durch Heizen verändern. Die Änderung der inneren Energie eines offenen Systems entspricht der Energiemenge, die dem System hinzugefügt werden muss (durch Erwärmen oder Arbeiten), abzüglich des Verlusts der ausfließenden Materie und des durch die Arbeit verursachten Energieverlusts System.

Was ist der Unterschied zwischen einem geschlossenen System und einem offenen System??

Wenn sich die Materie nicht durch die Grenze bewegt, ist diese Art von System ein geschlossenes System. In einem offenen System werden sowohl Materie als auch Energie durch die Grenze zwischen dem System und der Umgebung übertragen. Daher besteht der entscheidende Unterschied zwischen einem geschlossenen System und einem offenen System darin, dass die geschlossenen Systeme keinen Stoffaustausch zwischen dem System und der Umgebung zulassen, während das offene System den Stoffaustausch ermöglicht. Ein weiterer Unterschied zwischen einem geschlossenen System und einem offenen System besteht darin, dass die geschlossenen Systeme eine konstante Masse haben, während die offenen Systeme eine unterschiedliche Masse haben.

Darüber hinaus gibt es bei der Steuerung der Faktoren auch einen Unterschied zwischen einem geschlossenen System und einem offenen System. Anders als bei einem geschlossenen System ist es bei einem offenen System schwierig, den Energiefluss und andere Parameter zu steuern.

Zusammenfassung - Geschlossenes System vs. Offenes System

Ein System ist ein Teil, der in der Umgebung auftritt. Es gibt verschiedene Arten von Kontakten zwischen dem System und der Umgebung. Dementsprechend gibt es zwei Systeme; ein offenes System und ein geschlossenes System. Der Hauptunterschied zwischen einem geschlossenen System und einem offenen System besteht darin, dass in einem geschlossenen System die Materie nicht mit der Umgebung ausgetauscht wird, sondern der Energieaustausch mit der Umgebung, während in einem offenen System sowohl Materie als auch Energieaustausch mit der Umgebung erfolgt.

Referenz:

1. Libretexte „Ein System und seine Umgebung“. Chemie LibreTexts, Libretexts, 21. Juli 2016. Hier verfügbar

Bildhöflichkeit:

1. "Systemgrenze" Von Wavesmikey, verfolgt von Stannered (Public Domain) via Commons Wikimedia 

2. "First law open system" (Public Domain) über Commons Wikimedia