Concepto de sistema abierto (Termodinámica: fisicoquímica)

Determinar el tipo de sistema del que se trata es fundamental al momento de pretender definir termodinámicamente un sistema. Los puede haber de varios tipos y cada uno tiene ciertas características únicas que le definen. Son excluyentes entre sí, así que sólo puede presentarse uno a la vez. Las características que definen un sistema abierto se enuncian a continuación.

Definición de sistema abierto

Dentro de un sistema pueden o no darse intercambios con los alrededores tanto de materia como de energía. Es decir, puede entrar masa desde el universo hacia el sistema o bien materia puede salir desde el sistema hacia el universo. Lo mismo sucede con la energía. Cuando el sistema puede tanto ganar como perder masa, así como energía, entonces se dice que se tiene un sistema abierto.

Ejemplo de sistema abierto

Un ejemplo muy sencillo con cual se puede explicar un sistema abierto es mediante un recipiente sin tapa que contenga algún líquido, como agua por ejemplo. Supóngase que se coloca el vaso o recipiente sobre de la estufa y se comienza a calentar. El intercambio de energía se comprueba si colocamos un termómetro por encima del vaso, que en este caso es nuestro sistema. Si la temperatura por encima del vaso cambia, es señal de que la energía, en forma de calor que suministra la estufa, está entrando al sistema (el vaso con agua) y después está abandonando el sistema por lo que se está elevando la temperatura por encima del vaso.

La materia también está abandonando el sistema y prueba de ello es que si dejamos que pase suficiente tiempo, toda el agua del vaso habrá escapado del recipiente en forma de vapor de agua (en caso de que la temperatura sea lo suficientemente alta). En ese caso, podemos asegurar que se trata de un sistema abierto ya que tanto la energía como la masa abandonaron nuestro sistema, es decir, hubo intercambio de ambos entre el sistema y los alrededores.