Diferencia entre sistema abierto, cerrado y aislado

Te explicamos cuál es la diferencia entre un sistema abierto, cerrado y aislado, la relación de cada uno con el medio y sus características.

¿Cuál es la diferencia entre un sistema abierto, cerrado y aislado?

Para entender qué diferencia hay entre un sistema abierto, un sistema cerrado y un sistema aislado, debemos primero entender a qué cosa nos referimos con “sistema”. Tal y como lo define el diccionario, un sistema es un conjunto de cosas ordenadas e interrelacionadas que contribuyen con un fin.

Es decir, que un sistema es un todo organizado, noción que aplica tanto a determinados conjuntos de órganos del cuerpo, o a la totalidad de un ecosistema natural, como a diferentes fenómenos y temperaturas del aire en la atmósfera. Un segmento cualquiera del universo que decidamos estudiar en sí mismo, obviando el resto y enfocándonos en sus relaciones internas, es un sistema.

Esta noción es de suma utilidad en la física, ya que a través de una mirada sistémica podemos identificar los fenómenos energéticos y materiales que se dan a nuestro alrededor.

Así, es común hablar de sistemas físicos, como los sistemas termodinámicos, en los que existe un flujo de materia y energía interno, que puede estar más o menos vinculado con el entorno. Es decir, un sistema puede estar más abierto o más cerrado, dependiendo de qué tanta información entre y salga del mismo. La información que circula puede ser por ejemplo materia y/o energía.

Así, tenemos tres tipos principales de sistemas físicos: los abiertos, los cerrados y los aislados.

• Sistemas abiertos. Son aquellos que intercambian libremente materia y energía con el afuera. Por ejemplo, nuestros cuerpos mismos son sistemas en continuo intercambio con el entorno: en ellos ingresa oxígeno y alimento, y son expulsadas sustancias de desecho, como el CO₂ o el amoníaco de la orina. Además, perdemos calor continuamente cuando el entorno está más frío, y perdemos humedad (vapor de agua) con cada respiro que damos.
• Sistemas cerrados. Son aquellos que intercambian libremente energía (pero no materia) con su entorno. Dicha energía puede darse en forma de calor, luz o trabajo. Por ejemplo, un bombillo es un sistema cerrado en el que no ingresa ni sale ni una sola partícula de materia, pero ingresa electricidad y se extrae energía lumínica a cambio.
• Sistemas aislados. Son aquellos que no intercambian con el entorno ni materia ni energía, ya sea porque están muy lejos de cualquier otro sistema o porque poseen barreras que reducen (o, idealmente, impiden) el tránsito entre el adentro y el afuera. Por ejemplo, un termo para el agua caliente está diseñado para retardar lo más posible (impedirlo del todo es imposible) el enfriamiento de los líquidos en su interior, minimizando así la pérdida de calor de la sustancia.

Debemos insistir en que no existe en sentido estricto ningún sistema totalmente aislado en el universo. Todos los sistemas intercambian en alguna medida información con su entorno, aunque en algunos casos en cantidades despreciables o simplemente de una manera tal que se puede obviar para el estudio del sistema en sí mismo.

Sigue con: Leyes de la termodinámica

Referencias

• “Sistema físico” en Wikipedia.
• “Sistema abierto” en Wikipedia.
• “Sistema cerrado” en Wikipedia.
• “Sistema aislado” en Wikipedia.
• “Sistema termodinámico” en la Universidad Politécnica de Madrid (España).
• “Tipos de sistemas” (video) en Ticmas Educación.
• “Sistema” en el Diccionario de la Lengua de la Real Academia Española.