Nyckelskillnaden mellan isolerat system och slutet system är att de isolerade systemen inte kan utbyta både materia och energi med omgivningen, men även om de slutna systemen inte heller kan utbyta materia med omgivningen, kan de utbyta energin.
För att göra det lättare att studera kemi delar vi upp universum i två delar. Den del vi ska studera är "systemet", och resten är "omgivningen". Ett system kan till exempel vara en organism, ett reaktionskärl eller till och med en enda cell. Det finns en gräns mellan ett system och omgivningen. Gränsen definierar systemets omfattning. Ibland utbyter materia och energi genom dessa gränser. Vidare kan vi klassificera ett system i två kategorier; de är det öppna systemet och det slutna systemet. Ett isolerat system är en form av ett slutet system.
Vad är isolerat system?
Ett isolerat system är en form av ett slutet system. Men det skiljer sig från ett slutet system eftersom det varken har mekanisk eller termisk kontakt med sin omgivning. Det betyder; de isolerade systemen kan inte utbyta både materia och energi med omgivningen. Vidare når dessa system termodynamisk jämvikt med tiden genom att balansera trycket, temperaturen eller andra parametrar.
Praktiskt sett existerar inte ett isolerat system eftersom alla saker interagerar med varandra på vissa sätt. Men vi kan betrakta hela universum som ett isolerat system, med tanke på att det inte sker någon överföring av materia och energi utanför universum. Teoretiskt sett är detta användbart när man bygger modeller. Till exempel beskriver den första och andra termodynamiska lagen ett isolerat system.
Figur 01: Jämförelse av isolerade system med öppna och slutna system
Termodynamikens första lag säger att "den inre energin i ett isolerat system är konstant." Termodynamikens andra lag säger att "entropin i ett isolerat system ökar under loppet av en spontan process." Denna lag gäller dock endast för isolerade system. Entropin kommer att öka med tiden i ett isolerat system och når det maximala värdet vid jämvikt. Kort sagt, den totala energin i dessa system kan aldrig öka. Således kan entropin aldrig minska.
Vad är slutet system?
I ett slutet system kan materia inte passera gränsen. Därför är saken i ett slutet system alltid densamma. Men i denna typ av system utbyter energin med omgivningen. Till exempel, när en reaktion inträffar kan systemet expandera, eller så kan det överföra energin till omgivningen om det har en lägre temperatur.
Figur 02: Ett system och dess omgivning åtskilda av en gräns
Ex: Om vi täcker toppen av en varm kopp te med ett lock, blir det ett slutet system. Där kan inte ångan komma ut från systemet. Dessutom kan gasmolekylerna i omgivningen inte komma in i systemet. Därför finns det inget utbyte av materia. Men värmen från teet växlar med omgivningen. Vi kan känna värmen om vi rör vid locket på koppen. Därför kommer energin utanför som termisk energi. Där uppnår systemet en jämvikt med omgivningen när temperaturen inuti och utanför systemet blir lika.
Vad är skillnaden mellan isolerat system och slutet system?
En gräns skiljer ett system och dess omgivning åt. Vi kan benämna ett system som antingen ett öppet eller ett slutet system beroende på utbytet av materia och energi genom denna gräns. Ett isolerat system är också en form av ett slutet system. Den viktigaste skillnaden mellan isolerat system och slutet system är att de isolerade systemen inte kan utbyta både materia och energi med omgivningen, men även om de slutna systemen inte kan utbyta materia med omgivningen, kan de utbyta energin.
Som en annan viktig skillnad mellan isolerat system och slutet system kan vi säga att entropin i ett isolerat system aldrig kan minska medan entropin i ett slutet system kan minska. Dessutom är isolerade system teoretiska; det betyder att dessa system inte existerar i verkligheten. Men slutna system finns i verkligheten.
Sammanfattning – Isolerat system kontra slutet system
System är av två typer; de är det öppna systemet och det slutna systemet. Isolerade system är också en typ av slutet system. Det finns dock få skillnader mellan dem. Den viktigaste skillnaden mellan isolerat system och slutet system är att de isolerade systemen inte kan utbyta både materia och energi med omgivningen, men även om de slutna systemen inte heller kan byta materia med omgivningen, kan de utbyta energin.
