Təcrid olunmuş sistemlə qapalı sistem arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, təcrid olunmuş sistemlər ətraf mühitlə həm maddə, həm də enerji mübadiləsi edə bilmir, lakin qapalı sistemlər də ətrafdakılarla maddə mübadiləsi apara bilməsə də, enerji mübadiləsi edə bilir.
Kimyanı öyrənmək asanlığı üçün kainatı iki hissəyə bölürük. Öyrənəcəyimiz hissə "sistem", qalan hissəsi isə "ətraf"dır. Məsələn, bir sistem bir orqanizm, bir reaksiya gəmisi və ya hətta tək bir hüceyrə ola bilər. Sistemlə ətraf arasında bir sərhəd var. Sərhəd sistemin əhatə dairəsini müəyyən edir. Bəzən bu sərhədlər vasitəsilə maddə və enerji mübadiləsi olur. Bundan əlavə, bir sistemi iki kateqoriyaya təsnif edə bilərik; bunlar açıq sistem və qapalı sistemdir. İzolyasiya edilmiş sistem qapalı sistemin formasıdır.
İzolyasiya edilmiş Sistem nədir?
Təcrid olunmuş sistem qapalı sistemin formasıdır. Lakin o, qapalı sistemdən fərqlənir, çünki ətrafı ilə nə mexaniki, nə də istilik təması yoxdur. Yəni; təcrid olunmuş sistemlər ətraf mühitlə həm maddə, həm də enerji mübadiləsi edə bilməz. Bundan əlavə, bu sistemlər təzyiq, temperatur və ya digər parametrləri tarazlaşdırmaqla zamanla termodinamik tarazlığa çatır.
Praktik olaraq təcrid olunmuş sistem mövcud deyil, çünki hər şey bir-biri ilə müəyyən şəkildə qarşılıqlı əlaqədədir. Ancaq kainatın xaricində maddə və enerjinin ötürülmədiyini nəzərə alsaq, bütün kainatı təcrid olunmuş bir sistem hesab edə bilərik. Nəzəri cəhətdən bu, modellər qurarkən faydalıdır. Məsələn, birinci və ikinci termodinamik qanunlar təcrid olunmuş sistemi təsvir edir.
Şəkil 01: İzolyasiya edilmiş sistemin açıq və qapalı sistemlərlə müqayisəsi
Termodinamikanın birinci qanunu bildirir ki, “təcrid olunmuş sistemin daxili enerjisi sabitdir”. Termodinamikanın ikinci qanunu deyir ki, “təcrid olunmuş sistemin entropiyası kortəbii proses zamanı artır”. Lakin bu qanun yalnız təcrid olunmuş sistemlər üçün keçərlidir. İzolyasiya edilmiş sistemdə zamanla entropiya artacaq və tarazlıqda maksimum dəyərə çatacaq. Bir sözlə, bu sistemlərin ümumi enerjisi heç vaxt arta bilməz. Beləliklə, entropiya heç vaxt azala bilməz.
Qapalı Sistem nədir?
Qapalı sistemdə maddə sərhəddən keçə bilməz. Deməli, qapalı sistemin içindəki maddə həmişə eynidir. Ancaq bu tip sistemlərdə enerji ətrafla mübadilə edir. Məsələn, reaksiya baş verdikdə sistem genişləyə bilər və ya daha aşağı temperaturda olarsa, enerjini ətrafa ötürə bilər.
Şəkil 02: Sərhədlə ayrılmış Sistem və onun ətrafı
Məs: Əgər ilıq çayın üstünü qapaqla bağlasaq, o, qapalı sistemə çevrilir. Orada buxar sistemdən çıxa bilməz. Həmçinin ətrafdakı qaz molekulları sistemə daxil ola bilməz. Beləliklə, maddə mübadiləsi yoxdur. Ancaq çayın istisi ətrafla mübadilə edir. Kubokun qapağına toxunsaq, istiliyi hiss edə bilərik. Beləliklə, enerji istilik enerjisi kimi xaricə çıxır. Orada sistem daxilində və xaricində temperatur bərabər olduqda sistem ətrafla tarazlıq əldə edir.
İzolyasiya edilmiş sistemlə qapalı sistem arasındakı fərq nədir?
Sərhəd sistemi və onun ətrafını ayırır. Bu sərhəddən maddə və enerji mübadiləsindən asılı olaraq sistemi ya açıq, ya da qapalı sistem adlandıra bilərik. İzolyasiya edilmiş sistem də qapalı sistemin bir formasıdır. İzolyasiya edilmiş sistemlə qapalı sistem arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, təcrid olunmuş sistemlər ətraf mühitlə həm maddə, həm də enerji mübadiləsi edə bilməz, lakin qapalı sistemlər ətrafdakılarla maddə mübadiləsi apara bilməsə də, enerji mübadiləsi edə bilir.
Təcrid olunmuş sistemlə qapalı sistem arasındakı digər mühüm fərq kimi deyə bilərik ki, təcrid olunmuş sistemin entropiyası heç vaxt azala bilməz, qapalı sistemin entropiyası isə azala bilər. Üstəlik, təcrid olunmuş sistemlər nəzəri xarakter daşıyır; bu o deməkdir ki, bu sistemlər reallıqda yoxdur. Bununla belə, qapalı sistemlər reallıqda mövcuddur.
Xülasə – İzolyasiya edilmiş Sistem və Qapalı Sistem
Sistemlər iki növdür; bunlar açıq sistem və qapalı sistemdir. İzolyasiya edilmiş sistemlər də qapalı sistem növüdür. Bununla belə, onların arasında az fərq var. İzolyasiya edilmiş sistemlə qapalı sistem arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, təcrid olunmuş sistemlər ətraf mühitlə həm maddə, həm də enerji mübadiləsi edə bilməz, lakin qapalı sistemlər də ətrafdakılarla maddə mübadiləsi apara bilməsə də, enerji mübadiləsi edə bilir.
