Tofauti kuu kati ya mfumo funge na mfumo huria ni kwamba katika mfumo funge, jambo halibadilishwi na mazingira yanayozunguka bali, nishati hubadilishana na mazingira ambapo katika mfumo wazi, mabadilishano ya maada na nishati na inayozunguka.
Kwa madhumuni ya kemia, tunaweza kugawanya ulimwengu katika sehemu mbili; "mfumo" na "mazingira". Mfumo unaweza kuwa kiumbe, chombo cha athari au hata seli moja. Kuna mipaka kati ya mfumo na mazingira. Upeo wa mfumo unategemea mipaka hii. Wakati mwingine mambo na kubadilishana nishati kupitia mipaka hii. Tunaweza kutofautisha mifumo kwa aina ya mwingiliano waliyo nayo au kwa aina za ubadilishanaji unaofanyika. Zaidi ya hayo, tunaweza kuainisha mifumo hii katika mbili kama mifumo wazi na mifumo iliyofungwa.
Mfumo Uliofungwa ni nini?
Ikiwa jambo halihamishiki kupitia mpaka, basi tunaita aina hiyo ya mfumo kama mfumo funge. Hata hivyo, katika mfumo funge kubadilishana nishati na mazingira. Jambo ndani ya mfumo uliofungwa daima ni sawa. Mwitikio unapotokea, mfumo unaweza kupanuka, au unaweza kuhamisha nishati kwa mazingira ikiwa iko kwenye joto la chini. Kwa mfano, wakati kuna kioevu kilichobanwa kwenye pistoni, ni mfumo uliofungwa. Hapo wingi wa umajimaji haubadiliki, lakini sauti inaweza kubadilika.
Kielelezo 01: Mfumo na Mipaka yake katika Mawasiliano na Mazingira
Mfumo uliotengwa pia ni mfumo funge. Hata hivyo, inatofautiana na mfumo wa kufungwa, kwa sababu mfumo wa pekee hauna mawasiliano ya mitambo au ya joto na jirani yake. Kwa wakati, mifumo iliyotengwa hufikia usawa wa halijoto kwa kusawazisha shinikizo, halijoto au tofauti zingine.
Mfumo Huria ni nini?
Katika mfumo wazi, suala na nishati huhamishwa kupitia mpaka kati ya mfumo na mazingira. Kwa kuwa imefunguliwa, inaendelea kuingiliana na jirani. Kwa mfano, mwili wetu ni mfumo wazi. Ni vigumu kudhibiti mtiririko wa nishati ndani na nje ya mfumo wazi. Kwa kuongezea, usawa wa nishati pia ni ngumu. Kwa kuwa ni wazi, wingi wa mfumo sio lazima mara kwa mara; badala yake sauti yake ni thabiti.
Kielelezo 01: Sheria ya kwanza ya Thermodynamics: Fungua Mfumo
Sheria ya kwanza ya thermodynamics inahusiana na mifumo iliyofunguliwa. Inasema kuhusu nishati ya ndani ya mfumo wazi. Tunaweza kubadilisha nishati ya ndani ya mfumo kwa kufanya kazi kwenye mfumo au joto. Mabadiliko ya nishati ya ndani ya mfumo wazi ni sawa na kiasi cha nishati ambayo tunahitaji kuongeza kwenye mfumo (kwa njia ya joto au kufanya kazi) kuondoa kiasi kinachopotea na dutu inayotoka na kupoteza nishati kwa sababu ya kazi ilifanywa na mfumo.
Kuna tofauti gani kati ya Mfumo Uliofungwa na Mfumo Huria?
Ikiwa suala halihamishiki kupitia mpaka, basi aina hiyo ya mfumo ni mfumo funge. Ambapo, katika mfumo ulio wazi, suala na nishati huhamishwa kupitia mpaka kati ya mfumo na unaozunguka. Kwa hiyo, tofauti muhimu kati ya mfumo wa kufungwa na mfumo wazi ni kwamba mifumo iliyofungwa hairuhusu kubadilishana yoyote ya suala kati ya mfumo na jirani wakati mfumo wa wazi unaruhusu kubadilishana kwa suala. Zaidi ya hayo, tofauti nyingine kati ya mfumo funge na mfumo wazi ni kwamba mifumo iliyofungwa ina wingi wa mara kwa mara ambapo mifumo iliyofunguliwa ina wingi tofauti.
Aidha, pia kuna tofauti kati ya mfumo funge na mfumo wazi katika kudhibiti vipengele. Hiyo ni, tofauti na mfumo funge, katika mfumo wazi ni vigumu kudhibiti mtiririko wa nishati na vigezo vingine.
Muhtasari – Mfumo Uliofungwa dhidi ya Mfumo Uliofunguliwa
Mfumo ni sehemu inayotokea katika mazingira. Kuna aina tofauti za mawasiliano kati ya mfumo na jirani. Ipasavyo, kuna mifumo miwili; mfumo wazi na mfumo funge. Tofauti kuu kati ya mfumo funge na mfumo wazi ni kwamba katika mfumo funge, jambo halibadilishana na jirani lakini, kubadilishana nishati na jirani ambapo katika mfumo wazi, wote suala na nishati kubadilishana na jirani.
