La principale différence entre un système isolé et un système fermé est que les systèmes isolés ne peuvent pas échanger à la fois de la matière et de l'énergie avec l'environnement mais, bien que les systèmes fermés ne puissent pas non plus échanger de la matière avec l'environnement, ils peuvent échanger de l'énergie.
Pour faciliter l'étude de la chimie, nous divisons l'univers en deux parties. La partie que nous allons étudier est le « système », et le reste est « l'environnement ». Par exemple, un système peut être un organisme, un récipient de réaction ou même une seule cellule. Il y a une frontière entre un système et son environnement. La frontière définit la portée du système. Parfois, la matière et l'énergie s'échangent à travers ces frontières. De plus, nous pouvons classer un système en deux catégories; ce sont le système ouvert et le système fermé. Un système isolé est une forme de système fermé.
Qu'est-ce qu'un système isolé ?
Un système isolé est une forme de système fermé. Mais, il diffère d'un système fermé car il n'a ni contact mécanique ni thermique avec son environnement. Cela signifie; les systèmes isolés ne peuvent pas échanger à la fois de la matière et de l'énergie avec l'environnement. De plus, ces systèmes atteignent l'équilibre thermodynamique avec le temps, en équilibrant la pression, la température ou d'autres paramètres.
En pratique, un système isolé n'existe pas car toutes les choses interagissent les unes avec les autres d'une certaine manière. Cependant, nous pouvons considérer l'univers entier comme un système isolé, étant donné qu'il n'y a pas de transfert de matière et d'énergie en dehors de l'univers. Théoriquement, cela est utile lors de la construction de modèles. Par exemple, les première et deuxième lois thermodynamiques décrivent un système isolé.
Figure 01: Comparaison d'un système isolé avec des systèmes ouverts et fermés
La première loi de la thermodynamique stipule que "l'énergie interne d'un système isolé est constante". La deuxième loi de la thermodynamique dit que "l'entropie d'un système isolé augmente au cours d'un processus spontané". Cependant, cette loi n'est vraie que pour les systèmes isolés. L'entropie augmentera avec le temps dans un système isolé et atteindra la valeur maximale à l'équilibre. En bref, l'énergie globale de ces systèmes ne peut jamais augmenter. Ainsi, l'entropie ne peut jamais diminuer.
Qu'est-ce qu'un système fermé ?
Dans un système fermé, la matière ne peut pas traverser la frontière. Par conséquent, la matière à l'intérieur d'un système fermé est toujours la même. Cependant, dans ce type de système, l'énergie s'échange avec l'environnement. Par exemple, lorsqu'une réaction se produit, le système peut se dilater, ou il peut transférer l'énergie vers l'environnement s'il est à une température plus basse.
Figure 02: Un système et son environnement séparés par une frontière
Ex: Si nous couvrons le dessus d'une tasse de thé chaude avec un couvercle, cela devient un système fermé. Là, la vapeur ne peut pas s'échapper du système. De plus, les molécules de gaz environnantes ne peuvent pas entrer dans le système. Il n'y a donc pas d'échange de matière. Cependant, la chaleur du thé échange avec l'environnement. Nous pouvons sentir la chaleur si nous touchons le couvercle de la tasse. Par conséquent, l'énergie sort sous forme d'énergie thermique. Là, le système atteint un équilibre avec l'environnement lorsque la température à l'intérieur et à l'extérieur du système devient égale.
Quelle est la différence entre un système isolé et un système fermé ?
Une limite sépare un système et son environnement. Nous pouvons nommer un système comme un système ouvert ou fermé en fonction de l'échange de matière et d'énergie à travers cette frontière. Un système isolé est aussi une forme de système fermé. La principale différence entre un système isolé et un système fermé est que les systèmes isolés ne peuvent pas échanger à la fois de la matière et de l'énergie avec l'environnement mais, bien que les systèmes fermés ne puissent pas échanger de matière avec l'environnement, ils peuvent échanger de l'énergie.
Comme autre différence importante entre un système isolé et un système fermé, nous pouvons dire que l'entropie d'un système isolé ne peut jamais diminuer alors que l'entropie d'un système fermé peut diminuer. De plus, les systèmes isolés sont théoriques; cela signifie que ces systèmes n'existent pas dans la réalité. Cependant, les systèmes fermés existent dans la réalité.
Résumé - Système isolé vs système fermé
Les systèmes sont de deux types; ce sont le système ouvert et le système fermé. Les systèmes isolés sont également un type de système fermé. Cependant, il existe peu de différences entre eux. le différence clé entre le système isolé et le système fermé est que les systèmes isolés ne peuvent pas échanger à la fois de la matière et de l'énergie avec l'environnement mais, bien que les systèmes fermés ne puissent pas non plus échanger de la matière avec l'environnement, ils peuvent échanger de l'énergie.
