Sistema cerrado para niños
Un sistema cerrado es un concepto importante en la ciencia que se refiere a un conjunto de elementos que no intercambia materia con su entorno. Imagina una botella de agua bien cerrada: el agua dentro es el sistema, y la botella impide que entre o salga más agua.
Este concepto se usa de diferentes maneras en distintas ramas de la ciencia, como la física. Por ejemplo, lo que significa "sistema cerrado" en la mecánica (que estudia el movimiento) puede ser un poco diferente de lo que significa en la termodinámica (que estudia el calor y la energía).
Contenido
¿Qué es un sistema cerrado en la mecánica clásica?
En la mecánica clásica, un sistema cerrado es como una burbuja que no se conecta con nada de fuera. Esto significa que no hay fuerzas ni influencias externas que actúen sobre él. Es como si estuviera completamente solo en el universo.
Una característica muy importante de estos sistemas es que sus movimientos y cambios solo dependen de lo que ocurre dentro de ellos. Por ejemplo, si lanzas una pelota en el espacio sin aire ni gravedad, su movimiento solo dependerá de cómo la lanzaste.
Además, en un sistema cerrado, la energía total siempre se mantiene igual. No puede ganar ni perder energía porque no hay nada con lo que intercambiarla. Es como si la energía estuviera "atrapada" dentro del sistema.
Muchos científicos consideran que el Universo entero es un sistema cerrado. Aunque la materia y la energía pueden transformarse entre sí, la cantidad total se mantiene constante.
En la vida real, es difícil encontrar sistemas que estén completamente cerrados. Sin embargo, a menudo podemos estudiar algunos sistemas como si lo fueran. Esto nos ayuda a entender y predecir cómo se comportarán, incluso si hay pequeñas interacciones con el exterior.
¿Qué es un sistema cerrado en la termodinámica?
En la termodinámica, un sistema cerrado tiene una definición un poco diferente. Aquí, lo más importante es que la masa no puede entrar ni salir del sistema. Es decir, la cantidad de "cosas" dentro del sistema no cambia.
Sin embargo, a diferencia de la mecánica clásica, un sistema cerrado en termodinámica sí puede intercambiar energía con su entorno. Esta energía puede ser en forma de calor o de trabajo.
Un buen ejemplo es un cilindro con un gas y un pistón móvil. El gas está encerrado, así que no entra ni sale masa. Pero si calientas el cilindro, el gas se expande y mueve el pistón, realizando un trabajo. Esto demuestra que puede haber intercambio de energía.
Tipos de sistemas termodinámicos
Para entender mejor los sistemas termodinámicos, es útil conocer los diferentes tipos de "paredes" o "fronteras" que pueden tener:
- Sistema abierto: Sus paredes permiten que la materia y la energía entren y salgan. Piensa en una olla de agua hirviendo sin tapa: el vapor (materia) escapa y el calor (energía) se libera.
- Sistema cerrado: Sus paredes no permiten el paso de materia, pero sí pueden permitir el paso de energía (calor o trabajo). La botella de agua cerrada es un buen ejemplo.
- Sistema aislado: Este es el tipo más estricto. Sus paredes no permiten el intercambio de materia ni de energía con el exterior. Es como si estuviera completamente sellado y sin contacto con nada.
Un ejemplo de un sistema casi aislado es un termo de buena calidad. Está sellado para que no entre ni salga líquido (sin intercambio de materia). Sus paredes son especiales para que el calor no se escape fácilmente (sin intercambio de energía en forma de calor). Y son rígidas para que no haya intercambio de energía mecánica.
Los termos reales no son perfectos. Con el tiempo, el calor siempre se escapa un poco. Pero si lo usas por poco tiempo o la diferencia de temperatura no es muy grande, puedes considerarlo un sistema cerrado o casi aislado.
Galería de imágenes
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Esquema que representa las partes de un sistema físico. Un sistema es aislado si su frontera no permite ninguna interacción con los alrededores.
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Animación: el trabajo de un gas en un sistema cerrado.
Véase también
En inglés: Closed system Facts for Kids
