Explicamos o que é um sistema aberto, suas características e exemplos. Além disso, sistemas fechados e isolados.
O que é um sistema aberto?
Um sistema aberto é aquele cuja característica fundamental é que permite a livre troca de informações, matéria ou energia entre seu interior e o meio ambiente, sem apresentar barreiras ou impedimentos ao fluxo. Nessa troca, o sistema pega o que precisa e deixa sair o que não precisa. Alguns exemplos de sistemas abertos são o corpo humano e as plantas.
O conceito de “sistema aberto” é utilizado em diferentes áreas do conhecimento humano e é particularmente estudado pela física em sistemas termodinâmicos, isto é, aquelas porções do universo que estão isoladas para serem estudadas. Deste ponto de vista, os sistemas são conjuntos de elementos que formam um todo e são classificados de acordo com o nível de troca de matéria e energia que mantêm com o meio ambiente.
Assim, os sistemas abertos diferem dos sistemas fechados, que são aqueles que podem trocar energia, mas nunca importa, com o meio ambiente. Por exemplo: um balão inflado.
Uma das principais abordagens para sistemas abertos surgiu em 1956obra do biólogo e filósofo austríaco Ludwig von Bertalanffy (1901-1972), e representa sua contribuição particular para a Teoria Geral dos Sistemas, de amplitude teórica muito maior.
Segundo von Bertalanffy, todos os sistemas são, até certo ponto, sistemas abertos.uma vez que o fluxo de e para o exterior não pode ser completamente interrompido, a menos que o sistema esteja vazio, o que é completamente impossível (já que não seria mais um sistema).
Veja também: Sistema em Biologia
Características dos sistemas abertos
As principais características dos sistemas abertos são:
- Permitem a livre troca de informações entre o interior do sistema e o ambiente externo.
- Não devem ser considerados apenas como a soma das suas partes, mas a inter-relação dos elementos produz novas qualidades.
- Faltam-lhes barreiras ou impedimentos ao fluxo, ou têm-nos, mas apenas até certo ponto e de forma limitada.
- Eles diferem dos sistemas fechados e dos sistemas isolados.
Exemplos de sistemas abertos
Alguns exemplos de sistemas abertos dentro da termodinâmica são:
- Os seres vivos, que são entendidos como sistemas abertos na medida em que estão constantemente retirando e devolvendo matéria e energia do meio ambiente. É o caso do sistema fotossintético das plantas, que recebe a luz solar e a utiliza para sintetizar açúcares, liberando em troca dióxido de carbono no meio ambiente.
- Uma xícara de água quente, que irradia seu calor para o ambiente mais frio, até que ocorra um equilíbrio termodinâmico entre o interior e o exterior do sistema. Além disso, a água pode ser derramada, o que significa que também pode trocar matéria.
- O motor de um carroque necessita de gasolina para funcionar e, quando isso acontece, libera gases resultantes da combustão.
- Uma fogueiraque precisa de certos materiais para entrar em combustão (como madeira ou carvão) e liberar gases.
- um infladorque necessita de energia do ambiente externo para expelir o ar para inflar determinado elemento, como uma roda, uma bola ou um balão.
- uma turbinaque utiliza um determinado material (como água ou gases) para produzir energia.
- Um liquidificadorque permite a introdução de alimentos e, por meio da energia elétrica recebida do ambiente, transforma-os em outra matéria.
- Uma xícara de cháque permite a troca de calor com o meio e também com a matéria, como água ou fios de chá.
Sistemas isolados e sistemas fechados
Os sistemas abertos diferem dos sistemas fechados, que são aqueles que Não trocam informações com o ambiente externo, ou seja, são fechados sobre si mesmos. Por ser difícil encontrar sistemas absolutamente fechados no universo, a física considera como “fechados” aqueles que apenas trocam energia com o exterior, mas não matéria.
Alguns exemplos de sistemas fechados são:
- Um balão inflado.
- Um termômetro.
- Uma panela de pressão.
- Uma garrafa fechada.
- Uma lâmpada.
Por sua parte, Um sistema isolado é aquele que está tão distante de outros sistemas que é impossível interagir com eles.. Também podem ser sistemas com fronteiras impenetráveis que limitam o intercâmbio entre dentro e fora. Não existem sistemas de isolamento perfeitos, mas existem aqueles capazes de reduzir significativamente a troca de informações. Por exemplo: um traje de neoprene.
Continue com: Diferença entre sistema aberto, fechado e isolado
Referências
- “Sistemas abertos, fechados e isolados” em Psiberg.
- “Sistema aberto, definição e características principais” na Universidade Internacional de Valência.
- “Sistema aberto” na Wikipedia.
- “Sistema termodinâmico” na Wikipedia.
- “O corpo humano como sistema termodinâmico” in ETSAM.