Un système fermé dans un système physique est un système dans lequel les matériaux contenus dans le système ne sont pas affectés par d'autres agents physiques externes.
Les systèmes thermodynamiques peuvent être fermés ou ouverts.
En thermodynamique, un système est fermé s'il peut échanger de l'énergie (comme la chaleur ou le travail) mais il n'y a pas d'échange de matière avec l'extérieur.
D'un autre côté, un système ouvert peut échanger matière et énergie. Par exemple, dans une centrale hydroélectrique, il y a un échange d'énergie et de matière au milieu extérieur.
Les systèmes fermés sont parfois confondus avec les systèmes isolés. Un système isolé ne peut pas échanger de chaleur, de travail ou de matière avec l'environnement, contrairement à un système fermé.
Un système thermodynamiquement fermé peut être clairement imaginé comme un contenant hermétique. C'est un système dont les parois sont conductrices de chaleur et peuvent être déformables, c'est-à-dire que son volume peut varier.
Exemples de systèmes fermés
Pour mieux comprendre le concept de ce type de système, nous énumérons quelques exemples:
La Terre est considérée comme un système fermé. La Terre est une partie de l'univers qui reçoit l'énergie solaire, tandis que la masse totale reste constante, avec (presque) aucun échange depuis l'espace.
Un récipient en verre fermé dans lequel se produit une réaction chimique qui dégage de la chaleur. Les gaz formés ne peuvent sortir dudit récipient car il est fermé par un bouchon, mais la chaleur peut être dégagée car les parois de verre sont diathermiques.
Un moteur Stirling échange de l'énergie avec l'extérieur sans changer sa masse. Ce type de moteur reçoit de l' énergie thermique externe et fournit de l'énergie mécanique.
Un système solaire thermique capte l' énergie du soleil et fournit de l'énergie thermique à un autre système. Cependant, la masse totale reste constante.
Les lois de la thermodynamique dans les systèmes fermés
Selon le premier principe de la thermodynamique pour ces systèmes, le changement d'énergie interne est égal à la somme du travail et de la chaleur ajoutés.
Selon la deuxième loi de la thermodynamique, l'entropie dans le système fermé augmente avec la chaleur absorbée et le travail dissipé.
