La définition de système ouvert est un système qui interagit avec son environnement. L'interaction consiste à échanger de l'énergie et de la matière entre le système lui-même et l'extérieur.
En physique, un système ouvert s'efforce souvent de maintenir un bilan énergétique dans un état d'équilibre.
En thermodynamique, un système thermodynamique ouvert ne peut pas exister dans un état d'équilibre complet. C'est comme ça parce que, par définition, l'énergie interagit en permanence avec le système et l’environnement.
Sur ce site, vous pouvez voir comment les principes de la thermodynamique affectent un système ouvert.
Le concept de système ouvert a été introduit dans le contexte de la thermodynamique. Son utilisation s'est ensuite étendue avec le développement des théories de l'information et des systèmes informatiques. Aujourd'hui, le concept est également appliqué dans les sciences naturelles et sociales.
Dans les sciences sociales, un système ouvert est un processus qui échange des matériaux, de l'énergie, des personnes, du capital et des informations avec sa frontière de système.
En informatique, les systèmes ouverts s'utilisent pour désigner aux systèmes informatiques qui fournissent un ensemble d'avantages en interopérabilité, portabilité, et standards ouverts de logiciel. Le concept désigne aussi configurés pour permettre des accès non restreints par des personnes, matériel informatique et/ou des ordinateurs.
Quelle est la différence entre les systèmes ouverts, fermés et isolés ?
La différence entre les trois systèmes thermodynamiques dépend de l'interaction de l'énergie et de la matière avec l'environnement :
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Un système ouvert peut échanger de l'énergie et de la matière avec l'extérieur. Ce type de système est le plus fréquent.
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Un système fermé ne peut pas échanger de matière mais peut échanger d'énergie avec l'environnement.
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Un système isolé ne peut pas échanger d'énergie ou de matière avec le milieu extérieur.
Exemples de systèmes ouverts en thermodynamique
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La planète Terre est un système ouvert car elle échange de l'énergie (énergie solaire) avec le monde extérieur. De plus, il est capable d'échanger de la matière comme des astéroïdes.
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Le corps humain est aussi un système ouvert car nous échangeons de l'énergie avec l'environnement (chaleur corporelle) et la matière (nourriture, air, sueur, etc.).
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L'eau bouillante dans une bouilloire absorbe l'énergie thermique de l'extérieur pour augmenter l'énergie interne de l'eau chaude. Lorsque l'eau chaude est convertie en vapeur, elle émet des particules de vapeur à l'extérieur du système et des environs.
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Un réacteur nucléaire dans une centrale nucléaire fonctionne comme un système ouvert. L'électricité générée par un système d'exploitation d’uranium dans une réaction atomique contrôlée permet de générer beaucoup d'énergie utilisable, mais aussi des déchets toxiques qui doivent finir quelque part dans l'environnement.