Sistema abierto en ingeniería química

El sistema abierto es uno de los conceptos más utilizados en el estudio de la termodinámica. Se trata un sistema que mantiene una interacción con sus alrededores o el medio ambiente, permitiendo transferencia de materia, información y energía con sus alrededores.

Sistemas termodinámicos. Imagen de Surfguppy

Cabe destacar, que el concepto de sistema abierto va más allá de la termodinámica, ya que actualmente tiene relevancia en otras disciplinas, como la electrónica, la informática, la biología, las ciencias sociales, entre otras.

Conceptos básicos asociados

Otros conceptos necesarios para entender al sistema abierto, son los siguientes:

Termodinámica

Rama de la ciencia que se encarga de estudiar la energía en todas sus formas, un concepto más completo en este artículo.

Sistema

Un sistema abierto es un tipo de sistema termodinámico. Imagen de Chem

Podemos definir termodinámicamente a un sistema como una parte del universo que seleccionamos para su estudio. Asimismo, un sistema consiste fundamentalmente en una cantidad específica de materia dentro de unos límites definidos. Se trata de una porción del espacio que es aislada para su estudio, mediante el uso de unos límites definidos por el investigador. Un ejemplo, puede ser un vaso de agua, siendo los límites de este sistema la estructura de vidrio del vaso.

Alrededores

Todo lo que se encuentra fuera de los límites del sistema es conocido como los alrededores.

Definición de sistema abierto

Se trata de un sistema termodinámico que permite la entrada y salida de energía y de materia con los alrededores, atravesando los límites definidos del sistema.

Sistema abierto y sus límites. Imagen de Industrial Items

Un claro ejemplo de un sistema abierto es sin duda alguna, el planeta tierra, ya que permite un intercambio de energía con sus alrededores, el universo en este caso, dejando entrar radiaciones solares y cósmicas, así como, meteoritos y otras partículas provenientes del espacio, y dejando salir todo tipo de gases de satélites y de material aeroespacial.

Otro ejemplo de sistema abierto, es una olla abierta con agua hirviendo, ya que intercambia energía con los alrededores mediante transferencia de calor y materia, por medio de la expulsión de vapor de agua a los alrededores.

Los sistemas abiertos o sistemas continuos, como también se les conoce, permiten intercambiar energía con los alrededores mediante dos formas: La primera, es el trabajo que viene dado por el movimiento de un objeto realizado por una fuerza. La segunda, es el calor que viene dado por la transferencia de energía térmica.

En conclusión, un sistema abierto es aquel que permite el intercambio de materia o energía con sus alrededores, siendo un concepto básico para el estudio de la ingeniería química.