पृथक प्रणाली और बंद प्रणाली के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि पृथक सिस्टम पदार्थ और ऊर्जा दोनों का आदान-प्रदान नहीं कर सकते हैं, लेकिन हालांकि बंद सिस्टम भी आसपास के साथ पदार्थ का आदान-प्रदान नहीं कर सकते हैं, यह ऊर्जा का आदान-प्रदान कर सकते हैं।
रसायन विज्ञान के अध्ययन में आसानी के लिए हम ब्रह्मांड को दो भागों में बांटते हैं। हम जिस हिस्से का अध्ययन करने जा रहे हैं, वह "सिस्टम" है, और बाकी "आसपास" है। उदाहरण के लिए, एक प्रणाली एक जीव, एक प्रतिक्रिया पोत या एक कोशिका भी हो सकती है। एक प्रणाली और आसपास के बीच एक सीमा है। सीमा प्रणाली के दायरे को परिभाषित करती है। कभी-कभी, पदार्थ और ऊर्जा का आदान-प्रदान इन सीमाओं के माध्यम से होता है।इसके अलावा, हम एक सिस्टम को दो श्रेणियों में वर्गीकृत कर सकते हैं; वे खुली प्रणाली और बंद प्रणाली हैं। एक पृथक प्रणाली एक बंद प्रणाली का एक रूप है।
आइसोलेटेड सिस्टम क्या है?
एक पृथक प्रणाली एक बंद प्रणाली का एक रूप है। लेकिन, यह एक बंद प्रणाली से अलग है क्योंकि इसका आसपास के साथ न तो यांत्रिक और न ही थर्मल संपर्क है। इसका मत; पृथक प्रणालियाँ पदार्थ और ऊर्जा दोनों का परिवेश के साथ आदान-प्रदान नहीं कर सकती हैं। इसके अलावा, ये प्रणालियाँ दबाव, तापमान या अन्य मापदंडों को संतुलित करके समय के साथ थर्मोडायनामिक संतुलन तक पहुँचती हैं।
व्यावहारिक रूप से, एक पृथक प्रणाली मौजूद नहीं है क्योंकि सभी चीजें एक दूसरे के साथ कुछ खास तरीकों से बातचीत कर रही हैं। हालाँकि, हम पूरे ब्रह्मांड को एक पृथक प्रणाली के रूप में मान सकते हैं, यह देखते हुए कि ब्रह्मांड के बाहर पदार्थ और ऊर्जा का स्थानांतरण नहीं हो रहा है। सैद्धांतिक रूप से, मॉडल बनाते समय यह उपयोगी होता है। उदाहरण के लिए, पहले और दूसरे थर्मोडायनामिक कानून एक पृथक प्रणाली का वर्णन करते हैं।
चित्र 01: खुले और बंद सिस्टम के साथ पृथक प्रणाली की तुलना
ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम कहता है कि "एक पृथक प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा स्थिर होती है।" ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम कहता है कि "एक पृथक प्रणाली की एन्ट्रापी एक सहज प्रक्रिया के दौरान बढ़ जाती है।" हालाँकि, यह कानून केवल पृथक प्रणालियों के लिए सही है। एक पृथक प्रणाली में एन्ट्रापी समय के साथ बढ़ेगी और संतुलन पर अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाएगी। संक्षेप में, इन प्रणालियों की समग्र ऊर्जा कभी नहीं बढ़ सकती। इस प्रकार, एन्ट्रापी कभी कम नहीं हो सकती।
क्लोज्ड सिस्टम क्या है?
बंद व्यवस्था में पदार्थ सीमा से नहीं गुजर सकता। इसलिए, एक बंद प्रणाली के अंदर मामला हमेशा एक जैसा होता है।हालांकि, इस प्रकार की प्रणाली में, आसपास के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है। उदाहरण के लिए, जब कोई प्रतिक्रिया होती है, तो सिस्टम का विस्तार हो सकता है, या यह कम तापमान पर होने पर ऊर्जा को आसपास के क्षेत्र में स्थानांतरित कर सकता है।
चित्र 02: एक प्रणाली और उसके आसपास एक सीमा द्वारा अलग किया गया
Ex: अगर हम चाय के गर्म प्याले को ढक्कन से ढक दें, तो यह एक बंद प्रणाली बन जाती है। वहां, भाप प्रणाली से बच नहीं सकती है। साथ ही, आसपास के गैस के अणु प्रणाली में प्रवेश नहीं कर सकते हैं। इसलिए, पदार्थ का कोई आदान-प्रदान नहीं होता है। हालांकि, चाय की गर्मी आसपास के साथ आदान-प्रदान करती है। प्याले के ढक्कन को छूने से हम गर्मी महसूस कर सकते हैं। इसलिए ऊर्जा तापीय ऊर्जा के रूप में बाहर आती है। वहां, सिस्टम परिवेश के साथ संतुलन प्राप्त करता है जब सिस्टम के अंदर और बाहर का तापमान बराबर हो जाता है।
आइसोलेटेड सिस्टम और क्लोज्ड सिस्टम में क्या अंतर है?
एक सीमा एक प्रणाली और उसके आसपास को अलग करती है। हम इस सीमा के माध्यम से पदार्थ और ऊर्जा के आदान-प्रदान के आधार पर एक प्रणाली को एक खुली या बंद प्रणाली के रूप में नाम दे सकते हैं। एक पृथक प्रणाली भी एक बंद प्रणाली का एक रूप है। पृथक प्रणाली और बंद प्रणाली के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि पृथक सिस्टम पदार्थ और ऊर्जा दोनों को आसपास के साथ आदान-प्रदान नहीं कर सकते हैं, लेकिन हालांकि बंद सिस्टम आसपास के साथ पदार्थ का आदान-प्रदान नहीं कर सकते हैं, यह ऊर्जा का आदान-प्रदान कर सकता है।
पृथक प्रणाली और बंद प्रणाली के बीच एक और महत्वपूर्ण अंतर के रूप में, हम कह सकते हैं कि एक पृथक प्रणाली की एन्ट्रॉपी कभी कम नहीं हो सकती है जबकि एक बंद प्रणाली की एन्ट्रॉपी घट सकती है। इसके अलावा, पृथक सिस्टम सैद्धांतिक हैं; इसका मतलब है कि ये सिस्टम वास्तव में मौजूद नहीं हैं। हालाँकि, बंद सिस्टम वास्तव में मौजूद हैं।
सारांश - पृथक प्रणाली बनाम बंद प्रणाली
सिस्टम दो प्रकार के होते हैं; वे खुली प्रणाली और बंद प्रणाली हैं। आइसोलेटेड सिस्टम भी एक प्रकार का क्लोज्ड सिस्टम है। हालाँकि, उनके बीच कुछ अंतर हैं। पृथक प्रणाली और बंद प्रणाली के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि पृथक सिस्टम आसपास के साथ पदार्थ और ऊर्जा दोनों का आदान-प्रदान नहीं कर सकते हैं, लेकिन हालांकि बंद सिस्टम भी आसपास के साथ पदार्थ का आदान-प्रदान नहीं कर सकते हैं, यह ऊर्जा का आदान-प्रदान कर सकता है।
