Um sistema termodinâmico isolado é aquele que não troca energia ou matéria com o ambiente em que se desenvolve. São, portanto, sistemas ideais, que não existem na realidade, exceto por um certo período de tempo e de acordo com certas considerações. Por exemplo: fatos de mergulho, garrafas térmicas, o universo.
Existem dois usos possíveis para o termo sistema isolado, um em eletrônica e outro em termodinâmica.
Em eletrônica, sistemas elétricos isolados são aqueles que operam fora de uma rede de abastecimento estabelecida, e o fazem remotamente graças a fontes de energia autônomas, como painéis solares, turbinas eólicas ou fontes geotérmicas.
No entanto, o uso mais comum do termo é o segundo, referindo-se à termodinâmica ou ramo da física que estuda a mecânica do calor e da energia.
Em ambos os casos, um sistema é uma porção da realidade cujos elementos operam através de uma relação mais ou menos ordenada uns com os outros. O corpo humano, o planeta Terra ou mesmo a Via Láctea podem ser entendidos como sistemas.
- Ver também: Equilíbrio térmico
Tipos de sistema termodinâmico
Este ramo da física geralmente distingue entre três tipos de sistema:
- Sistema Aberto . Que troca livremente matéria e energia com o seu ambiente, como a água do oceano, suscetível a aquecimento, evaporação, arrefecimento, etc.
- Sistema Fechado . Apenas troca energia, mas não importa com o seu ambiente, como um recipiente de plástico fechado, cujo conteúdo não pode ser extraído, mas pode ser arrefecido ou aquecido.
- Sistema Isolado . Não troca matéria (massa) nem energia com o seu ambiente. Não existem sistemas perfeitamente isolados.
- Pode servi-lo: Sistemas abertos, fechados e isolados
Exemplos de sistemas isolados
- Os fatos de mergulho. O uso destes fatos protege por um período de tempo da troca calórica entre a água e o corpo, e impede que ela penetre no interior.
- As garrafas térmicas. Por um certo tempo, a garrafa térmica consegue isolar o calor contido no interior e evitar o vazamento e entrada de energia e matéria.
- Um cavatérmico. As caves funcionam com base na redução extrema da entrada de calor, mantendo o seu teor de frio durante um determinado período. Uma vez que esse intervalo de tempo é excedido, o conteúdo começará a esquentar.
- Os iglus dos esquimós. Eles são projetados de tal forma que nenhum calor ou matéria entra ou escapa.
- Um cilindro de gás. Contido sob pressão no interior, o gás é isolado da matéria e energia ao seu redor em condições normais, pois é possível que o aquecimento do cilindro force o gás a se expandir e uma tragédia ocorra.
- O universo. O universo é um sistema isolado, pois nada entra ou sai dele, nem matéria nem energia.
- Alimentos enlatados. Em condições normais, estes alimentos estão longe de qualquer troca de matéria ou energia. Claro que seria possível sujeitar a lata a aquecimento ou arrefecimento, e até derretê-la em temperaturas extremas, mas mesmo assim por alguns (breves) momentos a comida ficará completamente isolada do calor.
- Um cofre. O conteúdo dos cofres é separado por espessas camadas herméticas de metal do seu ambiente, isolado da matéria e da energia, pelo menos em condições normais: se o lançarmos num vulcão, é certo que irá derreter e o seu conteúdo será incinerado.
- Uma câmara hiperbárica. Útil precisamente para isolar mergulhadores com bolhas de nitrogênio no sangue das condições atmosféricas, uma câmara hiperbárica não permite a troca de matéria ou energia, ou pelo menos não em quantidades apreciáveis e significativas.
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