Diferença entre sistema aberto, sistema fechado e sistema isolado

Os sistemas termodinâmicos são classificados como abertos, fechados ou isolados. O sistema aberto É onde a energia e a matéria podem entrar ou sair do sistema. O sistema fechado É aquele em que há transferência apenas de energia. O sistema isolado não permite a entrada nem a saída de energia ou matéria.

Em termodinâmica, um sistema É a parte ou porção do Universo que está sendo estudada. O sistema normalmente consiste em uma quantidade específica de substância (s) química (s) ou matéria dentro de limites definidos. Tudo o que está fora dos limites do sistema é classificado como arredores. Um sistema pode ser a Terra ou um recipiente com água na mesa da cozinha.

Sistema aberto	Sistema fechado	Sistema isolado
Definição	Sistema termodinâmico onde há troca de energia e matéria com o entorno.	Sistema termodinâmico onde há troca de energia com o entorno.	Sistema termodinâmico onde não há troca de energia ou matéria com o entorno.
Energia	Entre ou saia.	Entre ou saia.	Não entra nem sai.
Matéria	Há uma troca de assunto com o ambiente.	Não há troca de assunto com o ambiente.	Não há troca de assunto com o ambiente.
Exemplos	A Terra, uma panela descoberta de água fervente, a célula.	Uma garrafa de água na geladeira,	Uma garrafa térmica fechada.

O que é sistema aberto?

Um sistema aberto é um sistema termodinâmico onde a entrada e saída de matéria e energia ocorre de e para os arredores. Por exemplo, a Terra é um sistema aberto, pois a energia radiante do Sol e materiais como meteoritos e gases entram, e satélites artificiais, gases e radiação deixam a Terra.

Troca de energia em um sistema aberto

Um sistema aberto pode trocar energia com seu entorno de duas maneiras: trabalho e calor. O trabalho É dado pelo movimento de um objeto executado por uma força. O quente É dado pela transferência de energia térmica.

Exemplos de sistema aberto

A terra

Se a Terra fosse um sistema isolado, a vida não seria possível, pois depende da energia do Sol e da matéria do espaço sideral.

O corpo humano

Para viver, os humanos precisam de cerâmica e energia, que obtemos dos alimentos. Além disso, também liberamos energia, na forma de calor e trabalho, e matéria, como resíduos biológicos, suor e respiração.

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O que é um sistema fechado?

Um sistema fechado é um sistema termodinâmico onde entrada e saída de energia ocorrem de e para os arredores. Nesse caso, a matéria ou substâncias contidas no sistema não variam em quantidade.

Um exemplo muito simples é quando colocamos a tampa em uma panela enquanto a sopa está cozinhando. Ao aquecer a panela estamos fornecendo energia térmica, enquanto o que está dentro da panela não pode sair e a água se condensa nas paredes da panela.

Exemplos de sistema fechado

Um exemplo de sistema fechado é o de jardins lacrados em vidro. Podemos cultivar um minijardim dentro de um jarro lacrado: as plantas autotróficas requerem apenas energia radiante para produzir a fotossíntese. O ar e a água dentro da jarra não entram nem saem.

Na verdade, esse tipo de sistema era frequentemente usado em longas viagens pelo mundo na era da colonização, para transportar plantas.

O que é um sistema isolado?

Um sistema isolado é um sistema termodinâmico onde não há entrada e / ou saída de matéria e energia de e para os arredores. Esta é realmente uma condição idealizada, o mais próximo que sabemos de um sistema isolado é uma garrafa térmica fechada ou jarro Dewar. As paredes isolantes da garrafa térmica mantêm as substâncias internas quentes ou frias, de forma que a troca de energia com o exterior não é estabelecida.

Exemplo de sistema isolado

Os jarros Dewar são fabricados para manter gases ou líquidos muito frios (por exemplo, nitrogênio líquido ou gelo seco) ou muito quentes, por mais tempo. Eles são a coisa mais próxima de um sistema isolado no laboratório. Eles são caracterizados por terem uma parede dupla vedada a vácuo, de modo que não há ar intermediário para permitir o fluxo de calor.

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