Classificação dos Sistemas Termodinâmicos | Capítulo 1 | Termodinâmica para Estudantes de Física

Capítulo 1 · Item 1.5

Classificação dos Sistemas Termodinâmicos

Aberto · Fechado · Isolado — trocas com a vizinhança

6 / 22

Em Termodinâmica, o sistema é a porção do universo em estudo; a vizinhança é tudo o mais. A classificação depende do que o sistema pode trocar com o meio externo: calor, trabalho e matéria.

Sistema Aberto

Troca calor ✓ Troca matéria ✓ Realiza trabalho ✓

Permite fluxo de energia e de matéria com a vizinhança. É o tipo mais comum na natureza — organismos vivos, motores, reatores químicos são todos sistemas abertos.

Exemplo Panela destampada com água fervendo: recebe calor do fogão, perde vapor d'água para o ambiente e o vapor em expansão realiza trabalho.

Sistema Fechado

Troca calor ✓ Troca matéria ✗ Realiza trabalho ✓

A matéria é conservada; apenas energia (calor e trabalho) atravessa a fronteira. É o sistema mais estudado na Termodinâmica clássica.

Exemplo Gás confinado num cilindro com êmbolo: o êmbolo pode se mover (trabalho) e as paredes podem conduzir calor — mas nenhum gás escapa.

Sistema Isolado

Troca calor ✗ Troca matéria ✗ Realiza trabalho ✗

Nenhuma troca de nenhuma forma. É uma idealização teórica fundamental: o universo termodinâmico (sistema + vizinhança) pode ser tratado como isolado, garantindo $Δ S_{t o t a l} \geq 0$ .

Exemplo ideal Garrafa térmica perfeita com paredes rígidas e sem condução de calor. Nenhum sistema real é perfeitamente isolado.

Tipo	Troca Calor	Troca Matéria	Realiza Trabalho	Exemplo
Aberto	SIM	SIM	SIM	Panela destampada
Fechado	SIM	NÃO	SIM	Gás em cilindro com êmbolo
Isolado	NÃO	NÃO	NÃO	Garrafa térmica ideal