Кіріспе

Жүйенің түрі – физикалық ғылымдар ұғымы. Жабық жүйе – табиғи физикалық жүйе, ол жүйеге немесе одан материяның өтуіне жол бермейді, бірақ физика, химия, инженерия және т.б. салаларында энергияның (мысалы, жұмыс немесе жылу түрінде) өтуіне рұқсат етіледі.

Классикалық механикада

Релятивистік емес классикалық механикада жабық жүйе – қоршаған ортамен ешқандай зат алмаспайтын және сыртқы көздерден туындайтын күштерге ұшырамайтын физикалық жүйе. Классикалық механикадағы жабық жүйе термодинамикадағы оқшауланған жүйемен мағынасы бірдей. Жабық жүйелер көбінесе нақты бір мәселе немесе тәжірибе нәтижесіне әсер ететін факторларды шектеу үшін пайдаланылады.

Термодинамикада

Термодинамикада жабық жүйе энергияны (жылу немесе жұмыс түрінде) алмаса алады, бірақ қоршаған ортамен зат алмаса алмайды. Оқшауланған жүйе қоршаған ортамен жылу, жұмыс немесе зат алмаса алмайды, ал ашық жүйе энергия мен зат алмаса алады. (Бұл терминдерді анықтау схемасы біркелкі қолданылмайды, бірақ кейбір мақсаттар үшін ыңғайлы. Атап айтқанда, кейбір авторлар мұнда қолданылған «оқшауланған жүйе» терминінің орнына «жабық жүйе» терминін қолданады.) Тек бір типті бөлшектен (атом немесе молекула) тұратын қарапайым жүйе үшін, жабық жүйе тұрақты бөлшектер санымен тең болады. Дегенмен, химиялық реакцияға түсетін жүйелерде реакция процесінде әртүрлі молекулалар пайда болып, жойылуы мүмкін. Мұндай жағдайда жүйе жабық екендігі, оның қай молекуланың құрамына кіргеніне қарамастан, әрбір элементтік атомның жалпы саны сақталады деген фактімен білдіріледі. Математикалық түрде:

мұнда – j типіндегі молекулалардың саны, – молекуладағы элементтің атомдарының саны, ал – жүйедегі элементтің атомдарының жалпы саны, ол жүйе жабық болғандықтан тұрақты болады. Жүйедегі әр түрлі элемент үшін мұндай теңдеулердің бірі болады. Термодинамикада жабық жүйе күрделі термодинамикалық мәселелерді шешу үшін маңызды. Ол эксперимент немесе мәселенің нәтижелерін өзгерте алатын кейбір сыртқы факторларды жоюға мүмкіндік береді, осылайша оны жеңілдетеді. Термодинамикалық тепе-теңдікке қол жеткізуді талап ететін жағдайларда да жабық жүйе қолданылуы мүмкін.

Кванттық физикада

Бұл теңдеу, Шредингер теңдеуі деп аталады, оқшауланған немесе жабық кванттық жүйенің қалай өзгеретінін сипаттайды, яғни, анықтама бойынша, басқа жүйемен ақпарат алмаспайтын (яғни, энергия және/немесе материя) жүйе. Егер оқшауланған жүйе t уақытында ψ(t) ∈ H таза күйде болса, мұнда H жүйенің Гильберт кеңістігін білдіреді, осы күйдің уақыт бойынша эволюциясы (екі тікелей өлшем арасында) келесідей болады. Мұндағы i – жорамал бірлік, ħ – Планк тұрақтысы 2π-ге бөлінген, символ t уақытына қатысты ішінара туындыны көрсетеді, Ψ (грек әрпі пси) – кванттық жүйенің толқындық функциясы, ал Ĥ – Гамильтон операторы (ол кез келген берілген толқындық функцияның толық энергиясын сипаттайды және жағдайға байланысты әртүрлі түйінде болуы мүмкін).

Химия саласында

Химияда жабық жүйе – реактивтер мен өнімдер шыға алмайтын, тек жылу еркін алмаса алатын жүйе (мысалы, мұз сақтағыш). Температура фактор емес болғанда (яғни, жылулық тепе-теңдікке қол жеткізгенде) химиялық тәжірибелер жүргізу үшін жабық жүйе қолданылуы мүмкін.

Инженерлік салада

Инженерлік контекстте, жабық жүйе – шектелген, яғни анықталған жүйе болып табылады, онда әрбір кіріс мәліметі белгілі және әрбір нәтиже (немесе оны анықтау мүмкін) белгілі бір уақыт ішінде белгілі болады.