Apa itu sistem tertutup dalam termodinamika?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Dalam termodinamika, sistem tertutup adalah sistem yang tidak bertukar materi dengan lingkungannya, tetapi dapat bertukar energi dengan cara yang berbeda. Dengan kata lain, ini adalah sistem yang batasnya tidak memungkinkan atom atau molekul masuk atau keluar, tetapi melaluinya energi dapat lewat, baik dalam bentuk cahaya, panas, kerja, dll.

Skema sistem termodinamika tertutup

Sistem termodinamika secara umum adalah model konseptual yang terutama digunakan untuk menyederhanakan deskripsi matematis dari sistem nyata. Dalam pengertian ini, sistem tertutup sempurna tidak benar-benar ada, karena mereka harus benar-benar kedap udara dan hampir tidak mungkin untuk mencegah bahkan segelintir atom melintasi penghalang yang memisahkan sistem dari lingkungannya.

Namun, banyak sistem yang cukup hermetis untuk dianggap tertutup, dan menganalisis serta memahami sistem semacam itu dengan benar memungkinkan seseorang untuk memahami banyak konsep termodinamika yang paling mendasar. Yang terakhir ini disebabkan oleh fakta bahwa sistem tertutup memungkinkan kita untuk “mengamati” efek aliran energi dari dan ke sistem terhadap suatu sistem, tanpa menambahkan kerumitan interaksi lain yang berasal dari pertukaran materi.

Karakteristik sistem tertutup

Sistem tertutup memiliki beberapa karakteristik yang membedakannya dari dua jenis sistem lain yang dipertimbangkan dalam termodinamika:

  • Mereka tidak bertukar materi dengan lingkungan.
  • Mereka adalah sistem di mana materi dilestarikan.
  • Mereka dikelilingi oleh dinding atau batas diathermic.
  • Mereka melakukan pertukaran energi dengan lingkungan.
  • Mereka dapat memiliki dinding yang kaku dan fleksibel, selama aliran materi dari satu sisi ke sisi lain tidak diperbolehkan.
  • Mereka berinteraksi dengan lingkungan melalui pertukaran energi.
  • Mereka adalah sistem yang dapat melakukan pekerjaan ke lingkungan atau menerima pekerjaan dari lingkungan.

Contoh sistem tertutup

Meskipun, seperti disebutkan di atas, sistem tertutup sempurna tidak ada, ada banyak contoh sistem nyata yang dianggap tertutup untuk tujuan praktis.

Contoh 1: Soda tertutup.

Contoh sistem tertutup - minuman ringan kaleng

Botol minuman ringan cukup disegel untuk mencegah keluarnya karbon dioksida, bahkan di bawah tekanan. Namun, jelas bahwa dinding kaleng atau botol memungkinkan panas mengalir saat minuman ringan didinginkan di lemari es dan dihangatkan kembali jika ditinggalkan.

Contoh 2: Pressure cooker, sebelum bersiul.

Pressure cooker sering dikutip sebagai contoh sistem tertutup, dan memang demikian adanya. Selama pemanasan awal, panci tertutup rapat dan tidak memungkinkan udara atau uap masuk atau keluar. Sebaliknya, jelaslah bahwa energi masuk dalam bentuk panas, karena panci dan isinya perlahan-lahan memanas.

Contoh sistem tertutup - pressure cooker tertutup.

Namun, penting untuk dicatat bahwa ini hanya berlaku selama katup ditutup (yaitu, selama panci tidak berbunyi bip). Ketika tekanan internal kompor melebihi tekanan yang diberikan oleh katup dan katup terbuka, uap dan gas lain yang berada di bawah tekanan tinggi di dalam kompor keluar dengan kecepatan tinggi. Ini merupakan pertukaran materi dengan lingkungan.

Contoh 3: Kantung makanan ringan yang belum dibuka.

Contoh sistem tertutup - kantong buah tertutup

Kantong keripik dan makanan ringan juga merupakan contoh yang baik dari sistem tertutup. Selain tidak memungkinkan masuk atau keluarnya udara atau zat lain, dan selain memungkinkan lewatnya energi dalam bentuk panas, mereka juga memungkinkan aliran energi dalam bentuk kerja melalui tas. Buktinya, kita bisa membelah gorengan dengan tangan melalui kantong, tanpa harus membukanya. Untuk merusak atau mengubah bentuk suatu bahan (seperti keripik kentang, misalnya) perlu dilakukan usaha, sehingga kita (bertindak sebagai lingkungan) secara efektif mengerjakan bagian dalam sistem (terdiri dari keripik di dalam tas) .

Contoh 4: Makanan kaleng.

Makanan kaleng adalah contoh sistem tertutup. Terbukti bahwa isi kaleng praktis tidak menukar zat apa pun dengan lingkungannya.

Contoh sistem tertutup - makanan kaleng

Di dalam kaleng, reaksi kimia atau berbagai jenis proses biologis mungkin terjadi yang mungkin mengubah materi di dalam kaleng, tetapi apa pun yang terjadi di dalamnya, massa di dalamnya tetap konstan.

Contoh 5: Daging yang disegel dengan vakum.

Contoh Sistem Tertutup - Daging Tertutup Vakum

Daging dan protein lainnya sering kali diawetkan dengan mengemasnya dalam kantong plastik tebal yang tertutup rapat. Ini juga merupakan contoh sistem tertutup. Faktanya, dalam beberapa kasus, daging diasinkan sebelum disegel dan bahkan dapat dimasak di dalam kemasannya sendiri, memungkinkan aliran panas yang memasak daging, tetapi menghindari hilangnya sari yang memberikan rasa yang istimewa.

Referensi

Atkins, P., dari Paula J. (2014). Kimia Fisik Atkins. (Rev.ed.). Oxford, Inggris Raya: Oxford University Press.

Brown, T. (2021). Kimia: Ilmu Pusat. (edisi ke-11). London, Inggris: Pearson Education.

Chang, R. (2008). Kimia Fisik ( edisi ke-1 ). Kota New York, New York: McGraw Hill.

Hukum termodinamika (nd). Diambil dari https://www.khanacademy.org/

Definisi Dasar – Sistem dan Sekitarnya. (2020, 13 Agustus). Diperoleh dari https://chem.libretexts.org/@go/page/53093

-Iklan-

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados

Tes warna api

Definisi suspensi

Contoh sifat kimia