¿Qué se entiende por tipo de sistema?

Un objetivo principal del estudio de la termoquímica es determinar la cantidad de calor intercambiado entre un sistema y sus alrededores. El sistema es la parte del universo que se está estudiando, mientras que el entorno es el resto del universo que interactúa con el sistema. Un sistema y sus alrededores pueden ser tan grandes como las selvas tropicales de América del Sur o tan pequeños como el contenido de un vaso de precipitados en un laboratorio de química. El tipo de sistema con el que se está tratando puede tener implicaciones muy importantes en química porque el tipo de sistema dicta ciertas condiciones y leyes de termodinámica asociadas con ese sistema.
Sistema abierto
Un sistema abierto es un sistema que intercambia libremente energía y materia con su entorno. Por ejemplo, cuando está hirviendo sopa en una cacerola abierta en una estufa, la energía y la materia se transfieren a los alrededores a través del vapor. La cacerola es un sistema abierto porque permite la transferencia de materia (por ejemplo, agregar especias en la cacerola) y la transferencia de energía (por ejemplo, calentar la cacerola y dejar que salga el vapor).
Examinemos cómo se intercambian la materia y la energía en un sistema abierto. La materia se puede intercambiar con bastante facilidad: agregando materia (es decir, especias) o eliminando materia (es decir, probando lo que se está cocinando). El intercambio de energía es un poco más complicado que el intercambio de materia. Hay un par de formas en que se puede intercambiar energía: a través del calor y el trabajo (a continuación se incluye una discusión más profunda sobre el calor y el trabajo). La energía inducida por el calor puede demostrarse acercando el sistema a un objeto que disipe el calor (es decir, quemador Bunsen, estufa, etc.). Al hacerlo, uno puede cambiar la temperatura del sistema y, por lo tanto, inducir energía a través del calor. Otra forma de aumentar la energía es a través del trabajo. Un ejemplo de trabajo inductor es tomar un agitador y luego mezclar el café en la taza con el agitador. Al mezclar café, se trabaja mientras el café se mueve contra una fuerza.
Nota: el diagrama azul que representa la transferencia de energía y materia muestra cómo la energía y la materia pueden ingresar al sistema Y salir del sistema. No te dejes engañar por las flechas unidireccionales.

Sistema cerrado
Poner una tapa en la cacerola hace que la cacerola sea un sistema cerrado. Un sistema cerrado es un sistema que intercambia solo energía con su entorno, no importa. Al poner una tapa en la cacerola, la materia ya no puede transferirse porque la tapa evita que la materia entre en la cacerola y salga de la cacerola. Aún así, la cacerola permite la transferencia de energía. Imagina poner la cacerola en una estufa y calentarla. La cacerola permite la transferencia de energía a medida que la cacerola se calienta y calienta el contenido dentro de ella. Por ejemplo, cuando una tapa se pone en un vaso de precipitados, se convierte en un sistema cerrado. Luego, cuando el contenido del vaso se hierve, los lados del vaso comenzarán a empañarse y empañarse. Esta niebla y niebla es el vapor que cubre los lados del recipiente porque no puede escapar del vaso debido a la tapa. El hecho de que el vaso de precipitados pueda producir este vapor significa que permite la transferencia de energía. Por lo tanto, aunque un sistema cerrado no puede permitir la transferencia de materia, aún puede permitir la transferencia de energía.
Los métodos de transferencia de energía en un sistema cerrado son los mismos que los descritos anteriormente para un sistema abierto.
Tenga en cuenta que el diagrama azul muestra cómo la energía puede ingresar al sistema Y salir del sistema. No te dejes engañar por las flechas unidireccionales.

Sistema aislado
Ahora examinemos el tipo de sistema que tiene si sustituye la olla por un termo. Un termo se usa para mantener las cosas frías o calientes. Por lo tanto, un termo no permite la transferencia de energía. Además, el termo, como cualquier otro contenedor cerrado, no permite la transferencia de materia porque tiene una tapa que no permite que nada entre o salga del contenedor. Como resultado, el termo es lo que llamamos un sistema aislado. Un sistema aislado no intercambia energía o materia con su entorno. Por ejemplo, si la sopa se vierte en un recipiente aislado (como se ve a continuación) y se cierra, no hay intercambio de calor o materia. El hecho de que, en realidad, un termo no sea perfecto para mantener las cosas calientes / frías ilustra la dificultad de crear un sistema verdaderamente aislado. De hecho, hay algunos, si es que hay alguno, sistemas que existen en este mundo que son sistemas completamente aislados.