Nous expliquons la différence entre un système ouvert, fermé et isolé, la relation de chacun avec l’environnement et ses caractéristiques.
Quelle est la différence entre un système ouvert, fermé et isolé ?
Pour comprendre la différence entre un système ouvert , un système fermé et un système isolé , nous devons d’abord comprendre ce que nous entendons par « système ». Selon la définition du dictionnaire, un système est un ensemble de choses ordonnées et interdépendantes qui contribuent à une fin .
En d’autres termes, un système est un tout organisé, une notion qui s’applique aussi bien à certains ensembles d’organes du corps, ou à l’ensemble d’un écosystème naturel, qu’à différents phénomènes et températures de l’air dans l’atmosphère. Tout segment de l’univers que nous décidons d’étudier en lui-même, en ignorant le reste et en nous concentrant sur ses relations internes, est un système.
Cette notion est extrêmement utile en physique, car grâce à une vision systémique , nous pouvons identifier les phénomènes énergétiques et matériels qui se produisent autour de nous.
Ainsi, il est courant de parler de systèmes physiques, tels que les systèmes thermodynamiques , dans lesquels il existe un flux interne de matière et d’énergie , qui peut être plus ou moins lié à l’environnement. Autrement dit, un système peut être plus ouvert ou plus fermé, selon la quantité d’ informations qui y entrent et en sortent . L’information qui circule peut être, par exemple, de la matière et/ou de l’énergie.
Ainsi, nous avons trois principaux types de systèmes physiques : ouverts, fermés et isolés.
- Systèmes ouverts . Ce sont ceux qui échangent librement de la matière et de l’énergie avec l’extérieur . Par exemple, nos corps eux-mêmes sont des systèmes en échange continu avec l’environnement : l’oxygène et les aliments y pénètrent, et les déchets, tels que le CO 2 ou l’ammoniac de l’urine, sont expulsés. De plus, nous perdons continuellement de la chaleur lorsque l’environnement est plus frais et nous perdons de l’humidité ( vapeur d’eau ) à chaque respiration que nous prenons.
- systèmes fermés . Ce sont ceux qui échangent librement de l’énergie (mais pas de matière) avec leur environnement . Cette énergie peut être sous forme de chaleur , de lumière ou de travail . Par exemple, une ampoule électrique est un système fermé dans lequel pas une seule particule de matière n’entre ou ne sort, mais de l’électricité entre et l’énergie lumineuse est extraiteen retour.
- Systèmes isolés . Ce sont ceux qui n’échangent pas de matière ou d’énergie avec l’environnement , soit parce qu’ils sont très éloignés de tout autre système, soit parce qu’ils ont des barrières qui réduisent (ou, idéalement, empêchent) le transit entre l’intérieur et l’extérieur. Par exemple, un thermos pour eau chaude est conçu pour retarder autant que possible (l’empêcher complètement est impossible) le refroidissement des liquides à l’intérieur, minimisant ainsi la perte de chaleur de la substance.
Nous devons insister sur le fait qu’il n’y a pas de système strictement isolé dans l’univers . Tous les systèmes échangent des informations avec leur environnement dans une certaine mesure, bien que dans certains cas en quantités négligeables ou simplement de telle manière qu’elles puissent être ignorées pour l’étude du système lui-même.
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