Diferença entre sistema isolado e sistema fechado

o diferença chave entre sistema isolado e sistema fechado é que os sistemas isolados não podem trocar matéria e energia com o ambiente, mas, embora os sistemas fechados também não possam trocar matéria com o ambiente, podem trocar a energia.

Para facilitar o estudo da química, dividimos o universo em duas partes. A parte que vamos estudar é o "sistema", e o resto é o "entorno". Por exemplo, um sistema pode ser um organismo, um vaso de reação ou mesmo uma única célula. Existe um limite entre um sistema e o ambiente. O limite define o escopo do sistema. Às vezes, a matéria e a energia trocam por esses limites. Além disso, podemos classificar um sistema em duas categorias; eles são o sistema aberto e o sistema fechado. Um sistema isolado é uma forma de sistema fechado.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é sistema isolado
3. O que é sistema fechado
4. Comparação lado a lado - sistema isolado x sistema fechado em forma de tabela
5. Resumo

O que é sistema isolado?

Um sistema isolado é uma forma de sistema fechado. Porém, difere de um sistema fechado porque não tem contato mecânico nem térmico com o ambiente. Que significa; os sistemas isolados não podem trocar matéria e energia com o ambiente. Além disso, esses sistemas alcançam equilíbrio termodinâmico com o tempo, equilibrando a pressão, a temperatura ou outros parâmetros.

Praticamente, um sistema isolado não existe porque todas as coisas estão interagindo umas com as outras de certas maneiras. No entanto, podemos considerar o universo inteiro como um sistema isolado, considerando que não há transferência de matéria e energia para fora do universo. Teoricamente, isso é útil na construção de modelos. Por exemplo, a primeira e a segunda leis termodinâmicas descrevem um sistema isolado.

Figura 01: Comparação de sistema isolado com sistemas abertos e fechados

o primeira lei da termodinâmica afirma que "a energia interna de um sistema isolado é constante". o segunda lei da termodinâmica diz que "a entropia de um sistema isolado aumenta no decorrer de um processo espontâneo". No entanto, essa lei é verdadeira apenas para sistemas isolados. A entropia aumentará com o tempo em um sistema isolado e atingirá o valor máximo no equilíbrio. Em resumo, a energia geral desses sistemas nunca pode aumentar. Assim, a entropia nunca pode diminuir.

O que é sistema fechado?

Em um sistema fechado, a matéria não pode passar através dos limites. Portanto, a questão dentro de um sistema fechado é sempre a mesma. No entanto, nesse tipo de sistema, a energia é trocada com o ambiente. Por exemplo, quando uma reação acontece, o sistema pode se expandir ou transferir a energia para o ambiente se estiver a uma temperatura mais baixa.

Figura 02: Um sistema e seus arredores separados por um limite

Ex: Se cobrirmos a parte superior de uma xícara de chá quente com uma tampa, ela se tornará um sistema fechado. Lá, o vapor não pode escapar do sistema. Além disso, as moléculas de gás ao redor não podem entrar no sistema. Portanto, não há troca de matéria. No entanto, o calor do chá é trocado pelo ambiente. Podemos sentir o calor se tocarmos a tampa do copo. Portanto, a energia sai como energia térmica. Lá, o sistema alcança um equilíbrio com o ambiente quando a temperatura dentro e fora do sistema se torna igual.

Qual é a diferença entre sistema isolado e sistema fechado?

Um limite separa um sistema e seu entorno. Podemos nomear um sistema como um sistema aberto ou fechado, dependendo da troca de matéria e energia através desse limite. Um sistema isolado também é uma forma de sistema fechado. A principal diferença entre sistema isolado e sistema fechado é que os sistemas isolados não podem trocar matéria e energia com o ambiente, mas, embora os sistemas fechados não possam trocar matéria com o ambiente, podem trocar a energia.

Como outra diferença importante entre sistema isolado e sistema fechado, podemos dizer que a entropia de um sistema isolado nunca pode diminuir enquanto a entropia de um sistema fechado pode diminuir. Além disso, sistemas isolados são teóricos; isto significa, esses sistemas não existem na realidade. No entanto, existem sistemas fechados na realidade.

Resumo - Sistema Isolado x Sistema Fechado

Sistemas são de dois tipos; eles são o sistema aberto e o sistema fechado. Sistemas isolados também são um tipo de sistema fechado. No entanto, existem poucas diferenças entre eles. A principal diferença entre sistema isolado e sistema fechado é que os sistemas isolados não podem trocar matéria e energia com o ambiente, mas, embora os sistemas fechados também não possam trocar matéria com o ambiente, podem trocar a energia.

Referência:

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. “Definição de sistema fechado (ciência).” ThoughtCo, 22 de junho de 2018. Disponível aqui 
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. "Definição de sistema isolado". ThoughtCo, 12 de julho de 2017. Disponível aqui  

Cortesia da imagem:

1. ”Diagram Systems” Por Alkh.Alwa - Trabalho próprio, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia  
2. "Limite do sistema" Por Wavesmikey, (Domínio Público) via Commons Wikimedia