ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างระบบปิดกับระบบเปิดคือ ในระบบปิด วัตถุไม่แลกเปลี่ยนกับสิ่งรอบข้าง แต่แลกเปลี่ยนพลังงานกับสิ่งรอบข้าง ในขณะที่ในระบบเปิด ทั้งสสารและพลังงานแลกเปลี่ยนกับ รอบๆ
เพื่อจุดประสงค์ทางเคมี เราสามารถแบ่งจักรวาลออกเป็นสองส่วน “ระบบ” และ “สิ่งรอบข้าง” ระบบสามารถเป็นสิ่งมีชีวิต ถังปฏิกิริยา หรือแม้แต่เซลล์เดียว มีขอบเขตระหว่างระบบและบริเวณโดยรอบ ขอบเขตของระบบขึ้นอยู่กับขอบเขตเหล่านี้ บางครั้งเรื่องและการแลกเปลี่ยนพลังงานผ่านขอบเขตเหล่านี้เราสามารถแยกความแตกต่างของระบบตามชนิดของการโต้ตอบที่พวกเขามีหรือตามประเภทของการแลกเปลี่ยนที่เกิดขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น เราสามารถจำแนกระบบเหล่านี้ออกเป็นสองระบบเป็นระบบเปิดและระบบปิด
ระบบปิดคืออะไร
ถ้าเรื่องไม่ผ่านเขตแดน เราเรียกระบบนั้นว่าระบบปิด อย่างไรก็ตาม ในระบบปิดจะมีการแลกเปลี่ยนพลังงานกับสิ่งแวดล้อมโดยรอบ เรื่องในระบบปิดก็เหมือนเดิม เมื่อเกิดปฏิกิริยาขึ้น ระบบสามารถขยายตัวหรือสามารถถ่ายเทพลังงานไปยังบริเวณโดยรอบได้หากอยู่ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่า ตัวอย่างเช่น เมื่อมีของเหลวบีบอัดในลูกสูบ จะเป็นระบบปิด มวลของของเหลวนั้นไม่เปลี่ยนแปลง แต่ปริมาตรอาจเปลี่ยนแปลงได้
รูปที่ 01: ระบบและขอบเขตในการติดต่อกับสิ่งรอบข้าง
ระบบแยกก็เป็นระบบปิดเช่นกัน อย่างไรก็ตาม มันแตกต่างจากระบบปิด เนื่องจากระบบที่แยกออกมาไม่มีการสัมผัสทางกลหรือทางความร้อนกับสภาพแวดล้อมโดยรอบ เมื่อเวลาผ่านไป ระบบที่แยกออกมาจะเข้าสู่สมดุลทางอุณหพลศาสตร์ด้วยการปรับสมดุลความดัน อุณหภูมิ หรือความแตกต่างอื่นๆ
ระบบเปิดคืออะไร
ในระบบเปิด สสารและพลังงานจะถ่ายเทผ่านขอบเขตระหว่างระบบและบริเวณโดยรอบ เนื่องจากเปิดอยู่จึงมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง เช่น ร่างกายของเราเป็นระบบเปิด เป็นการยากที่จะควบคุมการไหลของพลังงานเข้าและออกจากระบบเปิด นอกจากนี้ ความสมดุลของพลังงานยังทำได้ยากอีกด้วย เนื่องจากระบบเปิดอยู่ มวลของระบบจึงไม่จำเป็นต้องคงที่ ค่อนข้างมีปริมาตรคงที่
รูปที่ 01: กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์: ระบบเปิด
กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์เกี่ยวข้องกับระบบเปิด มันระบุเกี่ยวกับพลังงานภายในของระบบเปิด เราสามารถเปลี่ยนพลังงานภายในของระบบได้โดยการทำงานกับระบบหรือการให้ความร้อน การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของระบบเปิด เท่ากับปริมาณพลังงานที่เราต้องเพิ่มเข้าไปในระบบ (โดยการให้ความร้อนหรือการทำงาน) ลบด้วยปริมาณที่สูญเสียไปโดยสสารที่ไหลออกและการสูญเสียพลังงานจากงานที่ทำโดย ระบบ
ระบบปิดกับระบบเปิดต่างกันอย่างไร
ถ้าเรื่องไม่ผ่านเขตแดน แสดงว่าระบบนั้นเป็นระบบปิด ในขณะที่ในระบบเปิด ทั้งสสารและพลังงานจะถ่ายเทผ่านขอบเขตระหว่างระบบกับบริเวณโดยรอบ ดังนั้นความแตกต่างที่สำคัญระหว่างระบบปิดและระบบเปิดคือระบบปิดไม่อนุญาตให้มีการแลกเปลี่ยนเรื่องระหว่างระบบกับสภาพแวดล้อมในขณะที่ระบบเปิดอนุญาตให้แลกเปลี่ยนเรื่องได้นอกจากนี้ ความแตกต่างอีกประการระหว่างระบบปิดและระบบเปิดคือระบบปิดมีมวลคงที่ในขณะที่ระบบเปิดมีมวลต่างกัน
นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างระหว่างระบบปิดและระบบเปิดในการควบคุมปัจจัยต่างๆ นั้นต่างจากระบบปิด ในระบบเปิดนั้นยากที่จะควบคุมการไหลของพลังงานและพารามิเตอร์อื่นๆ
สรุป – ระบบปิด vs ระบบเปิด
ระบบเป็นส่วนหนึ่งที่เกิดขึ้นโดยรอบ มีการติดต่อหลายประเภทระหว่างระบบกับบริเวณโดยรอบ ดังนั้นมีสองระบบคือ ระบบเปิดและระบบปิด ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างระบบปิดกับระบบเปิดคือ ในระบบปิด สสารไม่ได้แลกเปลี่ยนกับสิ่งรอบข้าง แต่แลกเปลี่ยนพลังงานกับสิ่งรอบข้าง ในขณะที่ในระบบเปิด ทั้งสสารและพลังงานแลกเปลี่ยนกับสิ่งรอบตัว