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閉じたシステムとオープン化学反応の違いは何ですか?

閉じた化学反応と開いた化学反応の重要な違いは、周囲との物質とエネルギーの交換にあります。

閉じたシステム:

* 物質: 周囲との物質の交換はありません。反応物と製品はシステム内に残ります。内部で化学反応が起こった密閉容器を想像してください。

* エネルギー: 周囲とエネルギーを交換できます。これは、熱、光、または仕事の形であります。たとえば、発熱反応は周囲に熱を放出しますが、吸熱反応は周囲からの熱を吸収します。

* 例: 密閉された瓶の中に紙を燃やす。反応物(紙と酸素)と製品(灰、二酸化炭素、水蒸気)はすべて瓶に含まれています。しかし、反応は周囲に熱を放出します。

オープンシステム:

* 物質: 周囲と物質の交換を可能にします。反応物を追加することができ、製品を除去できます。蓋をしたストーブの鍋を考えてみてください。

* エネルギー: 周囲とエネルギーを交換できます。

* 例: ストーブで食事を作る。鍋が開いており、蒸気が逃げることができます(物質の損失)。ストーブは熱(エネルギー入力)を提供し、食物は化学反応によって状態と組成を変えます。

一言で言えば、重要な違い:

|機能|閉じたシステム|オープンシステム|

| --- | --- | --- |

|物質交換|いいえ|はい|

|エネルギー交換|はい|はい|

|例|密閉容器、爆弾熱量計|ストーブの鍋、生きている生物|

意味:

* 平衡: 閉じたシステムは、順方向と逆反応速度が等しい平衡に達する可能性があります。オープンシステムは、一定の物質とエネルギー交換のために平衡に達する可能性が低くなります。

* コントロール: 閉じたシステムは、外部要因から分離されているため、制御が容易です。オープンシステムは、外部の影響のために制御がより困難です。

要約:

オープンシステムは、現実の世界での反応のより現実的な表現ですが、閉じたシステムは、制御された実験室の設定で特定の反応を簡素化および研究するのに役立ちます。

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