बंद प्रणाली और खुली प्रणाली के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि एक बंद प्रणाली में, मामला आसपास के साथ विनिमय नहीं करता है, लेकिन आसपास के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है जबकि एक खुली प्रणाली में, पदार्थ और ऊर्जा दोनों का आदान-प्रदान होता है आसपास।
रसायन विज्ञान के उद्देश्य से हम ब्रह्मांड को दो भागों में बाँट सकते हैं; "सिस्टम" और "आसपास"। एक प्रणाली एक जीव, एक प्रतिक्रिया पोत या एक कोशिका भी हो सकती है। एक प्रणाली और उसके आसपास की सीमाएँ होती हैं। प्रणाली का दायरा इन सीमाओं पर निर्भर करता है। इन सीमाओं के माध्यम से कभी-कभी मायने रखता है और ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है।हम सिस्टम को उनके बीच की बातचीत के प्रकार या एक्सचेंजों के प्रकार से अलग कर सकते हैं। इसके अलावा, हम इन प्रणालियों को दो खुली प्रणालियों और बंद प्रणालियों के रूप में वर्गीकृत कर सकते हैं।
क्लोज्ड सिस्टम क्या है?
अगर बात सीमा से नहीं चलती है तो हम उस तरह के सिस्टम को क्लोज्ड सिस्टम कहते हैं। हालांकि, एक बंद प्रणाली में परिवेश के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है। एक बंद व्यवस्था के अंदर मामला हमेशा एक जैसा होता है। जब कोई प्रतिक्रिया होती है, तो सिस्टम का विस्तार हो सकता है, या यह कम तापमान पर होने पर आसपास के वातावरण में ऊर्जा स्थानांतरित कर सकता है। उदाहरण के लिए, जब पिस्टन में कोई द्रव संकुचित होता है, तो यह एक बंद प्रणाली है। वहाँ द्रव का द्रव्यमान नहीं बदलता है, लेकिन आयतन बदल सकता है।
चित्र 01: आसपास के संपर्क में प्रणाली और उसकी सीमा
एक पृथक प्रणाली भी एक बंद प्रणाली है। हालांकि, यह एक बंद प्रणाली से अलग है, क्योंकि पृथक प्रणाली के आसपास के साथ न तो यांत्रिक और न ही थर्मल संपर्क है। समय के साथ, पृथक प्रणालियाँ दबाव, तापमान या अन्य अंतरों को संतुलित करके थर्मोडायनामिक संतुलन तक पहुँच जाती हैं।
ओपन सिस्टम क्या है?
एक खुले तंत्र में, पदार्थ और ऊर्जा प्रणाली और आसपास की सीमा के माध्यम से स्थानांतरित होती है। चूंकि यह खुला है, यह लगातार आसपास के साथ बातचीत करता है। उदाहरण के लिए, हमारा शरीर एक खुला तंत्र है। एक खुली प्रणाली के अंदर और बाहर ऊर्जा प्रवाह को नियंत्रित करना कठिन है। इसके अलावा, ऊर्जा संतुलन भी मुश्किल है। चूंकि यह खुला है, इसलिए सिस्टम का द्रव्यमान आवश्यक रूप से स्थिर नहीं है; बल्कि इसका आयतन स्थिर है।
चित्र 01: ऊष्मागतिकी का पहला नियम: खुला सिस्टम
ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम खुले सिस्टम से संबंधित है। यह एक खुली प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा के बारे में बताता है। हम सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा को या तो सिस्टम पर काम करके या हीटिंग करके बदल सकते हैं। एक खुली प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन उस ऊर्जा की मात्रा के बराबर होता है जिसे हमें सिस्टम में जोड़ने की आवश्यकता होती है (गर्म करने या काम करने के माध्यम से) माइनस पदार्थ के बाहर बहने से और काम के कारण ऊर्जा की हानि द्वारा की गई थी प्रणाली।
क्लोज्ड सिस्टम और ओपन सिस्टम में क्या अंतर है?
अगर बात सीमा से नहीं चलती है, तो उस तरह की व्यवस्था एक बंद व्यवस्था है। जबकि, एक खुली प्रणाली में, पदार्थ और ऊर्जा दोनों सिस्टम और आसपास की सीमा के माध्यम से स्थानांतरित होते हैं। इसलिए, बंद प्रणाली और खुली प्रणाली के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि बंद प्रणाली प्रणाली और आसपास के बीच पदार्थ के किसी भी आदान-प्रदान की अनुमति नहीं देती है जबकि खुली प्रणाली पदार्थ के आदान-प्रदान की अनुमति देती है।इसके अलावा, क्लोज्ड सिस्टम और ओपन सिस्टम के बीच एक और अंतर यह है कि क्लोज्ड सिस्टम का एक स्थिर द्रव्यमान होता है जबकि ओपन सिस्टम का एक अलग द्रव्यमान होता है।
इसके अलावा, कारकों को नियंत्रित करने में बंद प्रणाली और खुली प्रणाली में भी अंतर है। यानी बंद प्रणाली के विपरीत, एक खुली प्रणाली में ऊर्जा प्रवाह और अन्य मापदंडों को नियंत्रित करना मुश्किल होता है।
सारांश - बंद सिस्टम बनाम ओपन सिस्टम
सिस्टम एक ऐसा हिस्सा है जो आसपास में होता है। सिस्टम और आसपास के बीच विभिन्न प्रकार के संपर्क हैं। तदनुसार, दो प्रणालियाँ हैं; एक खुली प्रणाली और एक बंद प्रणाली। बंद प्रणाली और खुली प्रणाली के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि एक बंद प्रणाली में, मामला आसपास के साथ विनिमय नहीं करता है, लेकिन आसपास के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है जबकि एक खुली प्रणाली में, पदार्थ और ऊर्जा दोनों का आदान-प्रदान होता है।
