主な違い - 断熱システムと隔離システム
物理化学では、システムは研究対象の宇宙の一部であり、周囲はその特定のシステム以外の宇宙の残りの部分です。一部のシステムでは、システムと周囲の間に相互作用があります。しかし、一部のシステムは、システムと周囲との間に接続がありません。断熱システムと孤立システムは、2 種類のシステムです。これらのシステムは両方とも、周囲とのエネルギーや物質の交換を示しません。しかし、これらのシステムは互いに異なります。断熱システムと分離システムの主な違いは、断熱システムには周囲に環境があるのに対し、分離システムには周囲に環境がないことです。
対象となる主な分野
1.断熱システムとは
– 定義、例による説明
2.分離システムとは
– 定義、例による説明
3.断熱システムと独立システムの違いは何ですか
– 主な違いの比較
重要な用語:断熱システム、エネルギー、隔離されたシステム、周囲、システム 
断熱システムとは
断熱システムとは、周囲の環境とエネルギーや物質の交換がないシステムです。これは、エネルギーが断熱システムによって失われたり得られたりしないことを意味します。これらのシステムは、断熱的に隔離されたシステムであることが知られています。熱力学の第一法則によると、
ΔU =Q – W
ここで、U はシステムの内部エネルギーです。
Q は、システムとその周囲の間で交換されるエネルギーです。
W は、システムが周囲で行う作業です。
断熱系の場合、Q =0 です。その後、
ΔU =– W
膨張すると断熱系となる気体の混合物で構成される系を考えると、W の値は正であり、内部エネルギーは減少します。 .しかし、系が収縮すると、W の値は負になり、内部エネルギーが増加します。これは、断熱過程のエネルギーが仕事としてのみ周囲に伝達されることを示しています。
図 1:システム
特定の化学反応を伴う一部のシステムは、断熱システムとほぼ見なすことができます。これは、これらの反応が急速に発生し、エネルギーを外部に放出したり、外部からエネルギーを取得したりするのに十分な時間を与えないためです。
分離システムとは
孤立したシステムとは、境界を介したエネルギーや物質の移動がなく、周囲の環境がないシステムです。分離されたシステムは、この分離されたシステムと他のシステムとの間に相互作用が存在しないように、他のシステムから分離されたシステムとして別の方法で定義できます。
図 2:オープン システムとクローズド システムと分離システムの比較
孤立したシステムは閉じたシステムとは異なります。閉じたシステムはエネルギーではなく物質の移動のみを拒否するからです。しかし、隔離されたシステムでは、エネルギーさえも逃がしたり、システムに入ったりすることはできません。孤立したシステムは保存則に従います。これは、エネルギーと物質がシステム内で一定であることを示しています。
断熱システムと分離システムの違い
定義
断熱 システム: 断熱システムは、周囲の環境とのエネルギーや物質の交換がないシステムです。
孤立したシステム: 孤立したシステムとは、境界を介したエネルギーと物質の移動がなく、周囲の環境がないシステムです。
周辺
断熱 システム: 断熱システムには周囲の環境があります。
孤立したシステム: 孤立したシステムには周囲の環境がありません。
エネルギー交換
断熱 システム: 断熱システムはエネルギーを得たり失ったりしませんが、内部エネルギーはシステムによって行われた仕事によって変化する可能性があります。
孤立したシステム: 孤立したシステムのエネルギーは保存されます。
内部エネルギー
断熱 システム: 断熱系の内部エネルギーは変更できます。
孤立したシステム: 孤立したシステムの内部エネルギーは変更できません。
結論
システムの挙動を熱力学的に説明するとき、周囲との相互作用を考慮していくつかのタイプのシステムを使用します。断熱システムと孤立システムは、環境とのエネルギーや物質の移動を示さないシステムを説明するために使用される 2 つのタイプです。断熱システムと分離システムの主な違いは、断熱システムには周囲に環境があるのに対し、分離システムには周囲に環境がないことです。
