Sistema aislado

Te explicamos qué es un sistema aislado, sus características y diversos ejemplos. Además, qué son los sistemas abiertos y cerrados.

¿Qué es un sistema aislado?

En física termodinámica, se entiende por sistema aislado a aquellos sistemas en los cuales no se produce intercambio ni de materia ni de energía con el entorno, debido a la acción de algún tipo de barreras que permiten la conservación de los recursos del sistema, a la vez que impiden el ingreso de recursos del afuera.

En ello se distinguen de los sistemas cerrados, que en el mismo ámbito de la física son capaces de intercambiar energía con el ambiente (pero no materia), y más aún de los sistemas abiertos, en los cuales el intercambio de ambas cosas se da libremente.

De acuerdo a la Teoría General de Sistemas surgida a mediados del siglo XX, un sistema es una porción del universo que, para su estudio, se considera como aparte y delimitada respecto de su entorno. Esta perspectiva es empleada tanto en ciencias naturales como en ciencias sociales.

Sin embargo, es mayormente en el ámbito de la física en el que se emplea el término de sistema aislado. Su funcionamiento, en ese ámbito, está determinado por las Leyes de conservación, según las cuales determinadas magnitudes se mantienen constantes dentro de un sistema aislado, al menos durante un tiempo. Esto aplica tanto para masa, energía, carga eléctrica, momento angular y momento lineal.

Puede servirte: Principio de conservación de energía

Características de un sistema aislado

Los sistemas aislados se caracterizan por lo siguiente:

• Poseen barreras de algún tipo, conocidas como aislantes, que limitan de manera significativa y notoria el intercambio entre el adentro y el afuera.
• Mientras se mantengan aislados, sus recursos y propiedades se mantienen constantes y estables, o sea, invariables: no sale nada y no entra nada, o al menos no en proporciones significativas.
• No existe el aislamiento total, ni los aislantes perfectos: todos poseen algún margen de pérdida o de fuga, pero en muchos casos este margen suele ser despreciable o insignificante durante el estudio del sistema.
• En muchos casos, el aislamiento producido en el sistema es temporal, y dada la suficiente cantidad de tiempo, se pone en evidencia su margen de pérdida o de inexactitud.

Ejemplos de sistemas aislados

Son ejemplos posibles de un sistema aislado los siguientes casos:

• Un termo cerrado, que reduce al mínimo el intercambio de calor y de materia con el entorno, aunque no lo elimina por completo.
• Una cava o conservadora térmica cerrada, que permite mantener durante un tiempo la temperatura de las sustancias que contiene, al dificultar el intercambio de energía con el exterior.
• Un recipiente térmicamente aislado y sellado, usado como modelo en experimentos de laboratorio para estudiar procesos con intercambio mínimo de materia y energía.
• El universo considerado como totalidad, que en algunos modelos físicos se toma como ejemplo ideal de sistema aislado, ya que no tendría un entorno externo con el cual intercambiar materia o energía.

Sistemas abiertos

Los sistemas abiertos son aquellos que intercambian libremente información, materia y/o energía con el entorno, sin que existan límites ni barreras que restrinjan significativamente el tránsito entre el adentro y el afuera. Son, por lo tanto, sistemas de recursos infinitos pero externos, que se hallan en constante conexión con el ambiente.

Más en: Sistema abierto

Sistemas cerrados

Los sistemas cerrados son aquellos en los que no existe intercambio de materia entre el sistema y el entorno. Por lo tanto, conservan una cantidad limitada de materia en su interior. Sin embargo, pueden intercambiar energía con el entorno. En la práctica, los sistemas cerrados son mucho más frecuentes que los sistemas aislados.

Más en: Sistema cerrado

Referencias

• “Sistema aislado” en Wikipedia.
• “Sistema cerrado” en Wikipedia.
• “Sistema abierto” en Wikipedia.
• “Tipos de sistemas: abiertos, cerrados y aislados” (video) en Ticmas Educación.
• “Sistema cerrado, sistema abierto y sistema aislado” (video) en Tutoriales Ingeniería Industrial Sistemas.