Nøgleforskellen mellem isoleret system og lukket system er, at de isolerede systemer ikke kan udveksle både stof og energi med omgivelserne, men selvom de lukkede systemer heller ikke kan udveksle stof med omgivelserne, kan de udveksle energien.
For at gøre det nemmere at studere kemi opdeler vi universet i to dele. Den del, vi skal studere, er "systemet", og resten er "omgivelserne". For eksempel kan et system være en organisme, en reaktionsbeholder eller endda en enkelt celle. Der er en grænse mellem et system og det omgivende. Grænsen definerer systemets omfang. Nogle gange udveksles stof og energi gennem disse grænser. Desuden kan vi klassificere et system i to kategorier; de er det åbne system og det lukkede system. Et isoleret system er en form for et lukket system.
Hvad er isoleret system?
Et isoleret system er en form for et lukket system. Men det adskiller sig fra et lukket system, fordi det hverken har mekanisk eller termisk kontakt med omgivelserne. Det betyder; de isolerede systemer kan ikke udveksle både stof og energi med omgivelserne. Ydermere når disse systemer termodynamisk ligevægt med tiden ved at balancere trykket, temperaturen eller andre parametre.
Praktisk set eksisterer et isoleret system ikke, fordi alle tingene interagerer med hinanden på bestemte måder. Men vi kan betragte hele universet som et isoleret system, i betragtning af at der ikke er nogen overførsel af stof og energi uden for universet. Teoretisk set er dette nyttigt, når man konstruerer modeller. For eksempel beskriver den første og anden termodynamiske lov et isoleret system.
Figur 01: Sammenligning af isoleret system med åbne og lukkede systemer
Termodynamikkens første lov siger, at "den indre energi i et isoleret system er konstant." Termodynamikkens anden lov siger, at "entropien i et isoleret system øges i løbet af en spontan proces." Denne lov gælder dog kun for isolerede systemer. Entropien vil stige over tid i et isoleret system og vil nå den maksimale værdi ved ligevægt. Kort sagt, den samlede energi i disse systemer kan aldrig stige. Entropien kan således aldrig falde.
Hvad er lukket system?
I et lukket system kan stof ikke passere gennem grænsen. Derfor er sagen i et lukket system altid den samme. Men i denne type system udveksles energien med omgivelserne. Når der f.eks. sker en reaktion, kan systemet udvide sig, eller det kan overføre energien til omgivelserne, hvis det har en lavere temperatur.
Figur 02: Et system og dets omgivelser adskilt af en grænse
Eks: Hvis vi dækker toppen af en varm kop te med et låg, så bliver det et lukket system. Der kan dampen ikke undslippe systemet. Desuden kan gasmolekylerne i omgivelserne ikke trænge ind i systemet. Derfor er der ingen udveksling af stof. Varmen fra teen udveksler dog med omgivelserne. Vi kan mærke varmen, hvis vi rører ved låget på koppen. Derfor kommer energien udenfor som termisk energi. Der opnår systemet en ligevægt med omgivelserne, når temperaturen i og uden for systemet bliver ens.
Hvad er forskellen mellem isoleret system og lukket system?
En grænse adskiller et system og dets omgivelser. Vi kan betegne et system som enten et åbent eller et lukket system afhængigt af udvekslingen af stof og energi gennem denne grænse. Et isoleret system er også en form for et lukket system. Den vigtigste forskel mellem isoleret system og lukket system er, at de isolerede systemer ikke kan udveksle både stof og energi med omgivelserne, men selvom de lukkede systemer ikke kan udveksle stof med omgivelserne, kan de udveksle energien.
Som en anden vigtig forskel mellem isoleret system og lukket system, kan vi sige, at entropien i et isoleret system aldrig kan falde, mens entropien i et lukket system kan falde. Desuden er isolerede systemer teoretiske; det betyder, at disse systemer ikke eksisterer i virkeligheden. Der findes dog lukkede systemer i virkeligheden.
Oversigt – isoleret system vs lukket system
Systemer er af to typer; de er det åbne system og det lukkede system. Isolerede systemer er også en type lukket system. Der er dog få forskelle mellem dem. Den vigtigste forskel mellem isoleret system og lukket system er, at de isolerede systemer ikke kan udveksle både stof og energi med omgivelserne, men selvom de lukkede systemer heller ikke kan udveksle stof med omgivelserne, kan de udveksle energien.
