La diferència clau entre el sistema aïllat i el sistema tancat és que els sistemes aïllats no poden intercanviar matèria i energia amb l'entorn, però, tot i que els sistemes tancats tampoc no poden intercanviar matèria amb l'entorn, sí que poden intercanviar l'energia.
Per facilitar l'estudi de la química, dividim l'univers en dues parts. La part que estudiarem és el "sistema", i la resta és el "entorn". Per exemple, un sistema pot ser un organisme, un vas de reacció o fins i tot una cèl·lula única. Hi ha un límit entre un sistema i l'entorn. El límit defineix l'abast del sistema. De vegades, la matèria i l'energia s'intercanvien a través d'aquests límits. A més, podem classificar un sistema en dues categories; són el sistema obert i el sistema tancat. Un sistema aïllat és una forma de sistema tancat.
Què és un sistema aïllat?
Un sistema aïllat és una forma de sistema tancat. Però, es diferencia d'un sistema tancat perquè no té contacte ni mecànic ni tèrmic amb el seu entorn. Això significa; els sistemes aïllats no poden intercanviar tant matèria com energia amb l'entorn. A més, aquests sistemes aconsegueixen l'equilibri termodinàmic amb el temps, equilibrant la pressió, la temperatura o altres paràmetres.
Pràcticament, un sistema aïllat no existeix perquè totes les coses estan interactuant entre elles de determinades maneres. Tanmateix, podem considerar tot l'univers com un sistema aïllat, tenint en compte que no hi ha transferència de matèria i energia fora de l'univers. Teòricament, això és útil a l'hora de construir models. Per exemple, la primera i la segona llei termodinàmica descriuen un sistema aïllat.
Figura 01: Comparació de sistemes aïllats amb sistemes oberts i tancats
La primera llei de la termodinàmica estableix que "l'energia interna d'un sistema aïllat és constant". La segona llei de la termodinàmica diu que "l'entropia d'un sistema aïllat augmenta en el curs d'un procés espontani". Tanmateix, aquesta llei només és certa per a sistemes aïllats. L'entropia augmentarà amb el temps en un sistema aïllat i arribarà al valor màxim a l'equilibri. En resum, l'energia global d'aquests sistemes no pot augmentar mai. Per tant, l'entropia mai pot disminuir.
Què és el sistema tancat?
En un sistema tancat, la matèria no pot passar per la frontera. Per tant, la matèria dins d'un sistema tancat és sempre la mateixa. Tanmateix, en aquest tipus de sistemes, l'energia intercanvia amb l'entorn. Per exemple, quan es produeix una reacció, el sistema es pot expandir o pot transferir l'energia a l'entorn si es troba a una temperatura més baixa.
Figura 02: un sistema i el seu entorn separats per un límit
Ex: si cobrim la part superior d'una tassa de te calenta amb una tapa, llavors es converteix en un sistema tancat. Allà, el vapor no pot escapar del sistema. A més, les molècules de gas que l'envolten no poden entrar al sistema. Per tant, no hi ha intercanvi de matèria. Tanmateix, la calor del te intercanvia amb l'entorn. Podem sentir la calor si toquem la tapa de la tassa. Per tant, l'energia surt a l'exterior com a energia tèrmica. Allà, el sistema aconsegueix un equilibri amb l'entorn quan la temperatura dins i fora del sistema s'iguala.
Quina diferència hi ha entre el sistema aïllat i el sistema tancat?
Un límit separa un sistema i el seu entorn. Podem anomenar un sistema com a sistema obert o tancat en funció de l'intercanvi de matèria i energia a través d'aquest límit. Un sistema aïllat és també una forma de sistema tancat. La diferència clau entre el sistema aïllat i el sistema tancat és que els sistemes aïllats no poden intercanviar matèria i energia amb l'entorn, però, tot i que els sistemes tancats no poden intercanviar matèria amb l'entorn, poden intercanviar l'energia.
Com una altra diferència important entre sistema aïllat i sistema tancat, podem dir que l'entropia d'un sistema aïllat mai pot disminuir mentre que l'entropia d'un sistema tancat pot disminuir. A més, els sistemes aïllats són teòrics; és a dir, aquests sistemes no existeixen en la realitat. Tanmateix, els sistemes tancats existeixen en realitat.
Resum: sistema aïllat vs sistema tancat
Els sistemes són de dos tipus; són el sistema obert i el sistema tancat. Els sistemes aïllats també són un tipus de sistema tancat. Tanmateix, hi ha poques diferències entre ells. La diferència clau entre el sistema aïllat i el sistema tancat és que els sistemes aïllats no poden intercanviar matèria i energia amb l'entorn, però, tot i que els sistemes tancats tampoc no poden intercanviar matèria amb l'entorn, poden intercanviar l'energia..
