La diferencia clave entre un sistema aislado y un sistema cerrado es que los sistemas aislados no pueden intercambiar materia y energía con el entorno pero, aunque los sistemas cerrados tampoco pueden intercambiar materia con el entorno, sí pueden intercambiar energía.
Para facilitar el estudio de la química, dividimos el universo en dos partes. La parte que vamos a estudiar es el “sistema”, y el resto es el “entorno”. Por ejemplo, un sistema puede ser un organismo, un recipiente de reacción o incluso una sola célula. Hay un límite entre un sistema y el entorno. El límite define el alcance del sistema. A veces, la materia y la energía se intercambian a través de estos límites. Además, podemos clasificar un sistema en dos categorías; son el sistema abierto y el sistema cerrado. Un sistema aislado es una forma de sistema cerrado.
¿Qué es un sistema aislado?
Un sistema aislado es una forma de sistema cerrado. Pero se diferencia de un sistema cerrado porque no tiene contacto mecánico ni térmico con su entorno. Eso significa; los sistemas aislados no pueden intercambiar materia y energía con el entorno. Además, estos sistemas alcanzan el equilibrio termodinámico con el tiempo, equilibrando la presión, la temperatura u otros parámetros.
Prácticamente, un sistema aislado no existe porque todas las cosas interactúan entre sí de cierta manera. Sin embargo, podemos considerar todo el universo como un sistema aislado, considerando que no hay transferencia de materia y energía fuera del universo. Teóricamente, esto es útil cuando se construyen modelos. Por ejemplo, la primera y la segunda ley termodinámica describen un sistema aislado.
Figura 01: Comparación de sistema aislado con sistemas abiertos y cerrados
La primera ley de la termodinámica establece que “la energía interna de un sistema aislado es constante”. La segunda ley de la termodinámica dice que “la entropía de un sistema aislado aumenta en el curso de un proceso espontáneo”. Sin embargo, esta ley solo es cierta para sistemas aislados. La entropía aumentará con el tiempo en un sistema aislado y alcanzará el valor máximo en el equilibrio. En resumen, la energía total de estos sistemas nunca puede aumentar. Por lo tanto, la entropía nunca puede disminuir.
¿Qué es un sistema cerrado?
En un sistema cerrado, la materia no puede atravesar el límite. Por tanto, la materia dentro de un sistema cerrado es siempre la misma. Sin embargo, en este tipo de sistema, la energía se intercambia con el entorno. Por ejemplo, cuando ocurre una reacción, el sistema puede expandirse o puede transferir la energía al entorno si está a una temperatura más baja.
Figura 02: Un Sistema y su entorno separados por un Límite
Ej: Si cubrimos la parte superior de una taza de té caliente con una tapa, entonces se convierte en un sistema cerrado. Allí, el vapor no puede escapar del sistema. Además, las moléculas de gas de los alrededores no pueden entrar en el sistema. Por lo tanto, no hay intercambio de materia. Sin embargo, el calor del té se intercambia con el entorno. Podemos sentir el calor si tocamos la tapa de la taza. Por lo tanto, la energía sale al exterior como energía térmica. Allí, el sistema alcanza un equilibrio con el entorno cuando la temperatura dentro y fuera del sistema se iguala.
¿Cuál es la diferencia entre un sistema aislado y un sistema cerrado?
Un límite separa un sistema y su entorno. Podemos nombrar un sistema como un sistema abierto o cerrado dependiendo del intercambio de materia y energía a través de este límite. Un sistema aislado es también una forma de sistema cerrado. La diferencia clave entre el sistema aislado y el sistema cerrado es que los sistemas aislados no pueden intercambiar materia y energía con el entorno pero, aunque los sistemas cerrados no pueden intercambiar materia con el entorno, pueden intercambiar energía.
Como otra diferencia importante entre un sistema aislado y un sistema cerrado, podemos decir que la entropía de un sistema aislado nunca puede disminuir mientras que la entropía de un sistema cerrado puede disminuir. Además, los sistemas aislados son teóricos; eso significa que estos sistemas no existen en la realidad. Sin embargo, los sistemas cerrados existen en la realidad.
Resumen: sistema aislado frente a sistema cerrado
Los sistemas son de dos tipos; son el sistema abierto y el sistema cerrado. Los sistemas aislados también son un tipo de sistema cerrado. Sin embargo, hay pocas diferencias entre ellos. La diferencia clave entre el sistema aislado y el sistema cerrado es que los sistemas aislados no pueden intercambiar materia y energía con el entorno pero, aunque los sistemas cerrados tampoco pueden intercambiar materia con el entorno, pueden intercambiar energía.
