Um sistema fechado em um sistema físico é um sistema no qual os materiais contidos no sistema não são afetados por outros agentes físicos externos.
Os sistemas termodinâmicos podem ser fechados ou abertos.
Na termodinâmica, um sistema fechado pode trocar energia (como calor ou trabalho), mas não há troca de matéria com seu entorno.
Por outro lado, um sistema aberto pode trocar matéria e energia. Por exemplo, em uma usina hidrelétrica, há uma troca de energia e matéria.
Os sistemas fechados às vezes são confundidos com sistemas isolados. Um sistema isolado não pode trocar calor, trabalho ou matéria com o meio ambiente, enquanto um sistema fechado pode.
Um sistema termodinamicamente fechado pode ser claramente imaginado como um recipiente hermético. É um sistema cujas paredes são condutoras de calor e podem ser deformáveis, ou seja, seu volume pode variar.
Exemplos de sistemas fechados
Para entender melhor o conceito desse tipo de sistema, listamos alguns exemplos:
A Terra é considerada um sistema fechado. A Terra é uma parte do universo que recebe energia solar, enquanto a massa total permanece constante, com (quase) nenhuma troca do espaço.
Uma panela de pressão que não permite que o gás escape experimenta uma mudança na energia, mas não na sua massa. A comida que cozinhamos recebe energia térmica, mas sua massa não varia.
Um motor Stirling troca energia com o exterior sem alterar sua massa. Este tipo de motor recebe energia térmica externa e fornece energia mecânica.
Um sistema térmico solar captura energia do Sol e fornece energia térmica para outro sistema. No entanto, a massa total permanece constante.
Aplicação das leis da termodinâmica em sistemas fechados
De acordo com a primeira lei da termodinâmica para esses sistemas, a mudança na energia interna é igual à soma do trabalho adicionado e do calor.
De acordo com a segunda lei da termodinâmica, a entropia no sistema fechado aumenta com o calor absorvido e o trabalho dissipado.
Nesse tipo de sistema, também pode ser aplicada a conservação de massas da física clássica, em que a massa permanece constante.
Na física relativística, entretanto, a diminuição no conteúdo de energia do sistema leva automaticamente a uma diminuição na massa do sistema.
