Sistema abierto, cerrado y aislado: 60 ejemplos comparados

En termodinámica, todo sistema se clasifica según lo que deja pasar a través de su frontera: un sistema abierto intercambia materia y energía, uno cerrado solo energía y uno aislado ninguna de las dos. A continuación verás 60 ejemplos comparados, organizados en una tabla de situaciones cotidianas y en una lista de casos frontera que suelen confundir. Cada tipo tiene además su propio catálogo ampliado, enlazado al final de cada apartado.

¿Qué son los sistemas abierto, cerrado y aislado?

Un sistema termodinámico es la porción del universo que elegimos estudiar (el café de una taza, el gas de un cilindro, un ser vivo); todo lo demás es el entorno, y la superficie que los separa, real o imaginaria, es la frontera. La clasificación depende de qué atraviesa esa frontera:

Sistema abierto: intercambia materia y energía con el entorno. En ingeniería se le llama también volumen de control.
Sistema cerrado: intercambia energía (calor o trabajo), pero no materia. Su masa permanece constante. Se le llama también masa de control.
Sistema aislado: no intercambia ni materia ni energía. Su energía interna total se conserva.

El sistema aislado perfecto es una idealización: en la práctica siempre se escapa algo de calor, de modo que los ejemplos son aproximaciones válidas durante un tiempo limitado. El único que suele considerarse aislado en sentido estricto es el universo en su conjunto.

Características: tabla comparativa

Rasgo	Abierto	Cerrado	Aislado
Intercambio de materia	Sí	No	No
Intercambio de energía (calor y trabajo)	Sí	Sí	No
Masa	Puede variar	Constante	Constante
Energía interna	Puede variar	Puede variar	Constante
Tipo de frontera	Permeable	Impermeable a la materia, diatérmica o móvil	Impermeable, rígida y adiabática
Entropía	Puede aumentar o disminuir	Puede aumentar o disminuir	Nunca disminuye (segunda ley)
Ejemplo prototípico	Un ser vivo	La Tierra (aproximadamente)	El universo

Truco para recordarlo: pregúntate primero si entra o sale materia (si la respuesta es sí, es abierto); si no, pregúntate si entra o sale energía (si es sí, es cerrado; si es no, aislado).

Ejemplos comparados: una misma situación, tres sistemas

La mejor manera de entender la diferencia es ver cómo cambia la clasificación cuando cambia el recipiente o la forma de usarlo. Estos son 33 ejemplos agrupados en 11 situaciones:

Situación	Abierto	Cerrado	Aislado (aprox.)
Café	Taza de café humeante sin tapa	Lata de café frío cerrada en la nevera	Jarra térmica de cafetería bien cerrada
Guiso	Olla destapada al fuego	Olla a presión con la válvula aún cerrada	Olla caliente dentro de una caja de cocción retenida (caja de heno)
Hielo	Cubito derritiéndose en un vaso al aire	Cubitos en una bolsa de congelación cerrada	Hielo en una nevera de pícnic rígida y cerrada
Reacción química	Mármol con ácido clorhídrico en un vaso abierto (escapa el CO₂)	La misma reacción en un matraz tapado con un globo	Neutralización ácido-base en un calorímetro de vasos de poliestireno tapados
Gas en un motor	Cilindro durante la admisión	Cilindro durante la compresión, con las válvulas cerradas	Gas en un recipiente rígido de paredes adiabáticas (modelo de libro)
Arcón congelador	Con la tapa abierta	Cerrado y funcionando	Cerrado y desenchufado durante un apagón breve
Biberón	Biberón destapado enfriándose	Biberón con su capuchón bajo el grifo de agua fría	Biberón dentro de un termo portabiberones
Laboratorio	Vaso de precipitados calentado con mechero	Ampolla de vidrio sellada en un baño termostático	Muestra en un calorímetro de bomba con camisa adiabática
Pescado	Caja de pescado destapada en la lonja	Bandeja de pescado envasada al vacío en la nevera	Caja de poliestireno con hielo, cerrada para el transporte
Comida para llevar	Táper sin tapa en el microondas	Táper hermético en la nevera	Fiambrera térmica (termo de comida) cerrada
Agua caliente en casa	Calentador de gas instantáneo con el grifo abierto	Circuito de radiadores de agua	Termo eléctrico bien aislado, sin consumo ni resistencia encendida

Sistemas naturales

El Sol (abierto): emite radiación y pierde materia a través del viento solar.
Un cometa al acercarse al Sol (abierto): sublima hielo y libera gas y polvo, que forman la coma y la cola.
Una nube de tormenta (abierto): absorbe aire húmedo y calor, y devuelve agua en forma de lluvia o granizo.
Un géiser (abierto): expulsa agua y vapor calentados por el calor geotérmico.
Marte (aproximadamente cerrado): recibe y emite radiación, aunque a escala geológica pierde atmósfera por el viento solar.

Casos frontera que suelen confundir

Frigorífico cerrado y funcionando: cerrado; no entra materia, pero recibe electricidad y cede calor por el condensador.
Olla a presión cuando silba: pasa a ser abierta, porque sale vapor por la válvula.
Globo de helio: cerrado a corto plazo, pero abierto a escala de días, ya que el helio se escapa a través del látex.
Estación Espacial Internacional: abierta; recibe naves de carga con agua, comida y oxígeno, y desecha residuos.
Submarino nuclear sumergido: abierto; obtiene oxígeno por electrólisis del agua y expulsa al mar el CO₂ retenido.
Huevo de gallina: abierto; su cáscara tiene miles de poros por los que pasan oxígeno, CO₂ y vapor de agua.
Semilla seca almacenada: abierta; respira muy lentamente e intercambia vapor de agua.
Pila de botón guardada en un cajón: cerrada; intercambia calor, pero no materia.
Bolsa de patatas fritas en un avión: cerrada; se hincha al bajar la presión de la cabina, pero no gana materia.
Termo mal enroscado: abierto; se escapa vapor y deja de ser aislado.
Casa con las ventanas cerradas: abierta; hay infiltraciones de aire, ventilación, agua y personas que entran y salen.
Invernadero cerrado: abierto; las plantas transpiran, se riega y el aire se renueva por rendijas y ventanas.
Lata de conserva hinchada: sigue siendo cerrada; aunque dentro haya una reacción, no entra ni sale materia.
Burbuja de jabón: abierta; pierde agua por evaporación y el gas difunde lentamente a través de la película.
Acuario con filtro: abierto; se le añade comida, se cambia el agua y el filtro bombea aire.
Traje espacial en un paseo espacial: abierto; para refrigerarse, el traje de la NASA expulsa al vacío pequeñas cantidades de agua que subliman.
Incubadora neonatal: abierta; entra aire filtrado y humidificado.
Cápsula de café: cerrada mientras está sellada; abierta durante la extracción, cuando la atraviesa agua a presión.
Sartén con tapa de cristal: abierta; la tapa no es hermética y deja escapar vapor.
Botella de cava al descorcharla: pasa de cerrada a abierta en el instante en que sale el tapón.
Piscina cubierta climatizada: abierta; se evapora agua, se repone y se renueva el aire.
Cohete en vuelo: abierto; expulsa continuamente gases de combustión.

Para catálogos más amplios de cada tipo, consulta los ejemplos de sistemas abiertos, los ejemplos de sistemas cerrados y los ejemplos de sistemas aislados.

Ejercicios resueltos

★ Practica paso a paso

1. Clasifica: una cazuela de lentejas hirviendo sin tapa.

Sale vapor de agua (materia) y entra calor del fuego (energía). Es un sistema abierto.

2. Una botella de agua cerrada se calienta dentro de un coche al sol. ¿Qué tipo de sistema es?

El agua no sale, pero recibe calor del entorno. Es un sistema cerrado.

3. Completa: en un sistema ______, la energía interna total no puede cambiar.

Como no entra ni sale energía, la energía interna se conserva: aislado.

4. Ordena de más a menos intercambio: termo cerrado, vaso de leche, brik de leche sin abrir.

Vaso de leche (abierto) → brik sin abrir (cerrado) → termo cerrado (aislado). Orden: vaso, brik, termo.

5. Transforma: ¿qué tendrías que hacer para convertir una olla destapada (abierta) en un sistema cerrado?

Impedir que salga materia: taparla herméticamente, por ejemplo usando una olla a presión con la válvula cerrada. Seguiría recibiendo calor, por eso sería cerrado y no aislado.

6. Verdadero o falso: «Un ser humano dentro de una habitación sellada es un sistema cerrado».

Falso si el sistema es la persona: respira, bebe y suda, así que intercambia materia con el aire de la habitación. Sería cerrado (aproximadamente) el conjunto persona más habitación.

Importancia de distinguirlos

Elegir bien el tipo de sistema decide qué ecuaciones se aplican. En un sistema cerrado basta el primer principio en su forma clásica (la variación de energía interna es igual al calor recibido menos el trabajo realizado); en uno abierto hay que contar además la energía que transporta la materia que entra y sale, algo esencial para diseñar turbinas, compresores o motores. El sistema aislado es la base de la segunda ley: su entropía nunca disminuye, lo que explica por qué el café se enfría y nunca se calienta solo. En biología y ecología, reconocer que los seres vivos y los ecosistemas son sistemas abiertos explica que necesiten un flujo constante de energía para mantenerse ordenados.

Si quieres repasar las diferencias en formato de definición, consulta también la diferencia entre sistema abierto, cerrado y aislado.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia principal entre un sistema abierto, uno cerrado y uno aislado?

El abierto intercambia materia y energía con su entorno; el cerrado solo energía, y el aislado ni materia ni energía.

¿Existe algún sistema aislado perfecto?

No en la práctica: siempre hay alguna pérdida de calor. Los termos o los calorímetros son aproximaciones útiles durante un tiempo; el universo en su conjunto es el único que se considera aislado en sentido estricto.

¿La Tierra es un sistema abierto o cerrado?

Se considera aproximadamente cerrada: recibe energía del Sol y la emite al espacio, pero el intercambio de materia (meteoritos, gases que escapan de la atmósfera) es muy pequeño en proporción a su masa.

¿Por qué un ser vivo es un sistema abierto?

Porque necesita tomar materia y energía del entorno (alimento, agua, oxígeno, luz) y expulsar residuos y calor para mantenerse con vida.

¿Un mismo objeto puede ser abierto, cerrado o aislado?

Sí. La clasificación depende de las condiciones: una olla destapada es abierta, con tapa hermética es cerrada y, dentro de una caja aislante, se aproxima a un sistema aislado.

Referencias

Çengel, Y. A. y Boles, M. A. Termodinámica. McGraw-Hill.
Atkins, P. y de Paula, J. Química física. Editorial Médica Panamericana.
Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.

Cómo citar este artículo

Equipo de Conceptualia. (2026). «Ejemplos de sistema abierto, cerrado y aislado». Conceptualia. https://conceptualia.es/ejemplos/ejemplos-de-sistema-abierto-cerrado-y-aislado/

Sobre el autor

Conceptualia — El equipo editorial de Conceptualia redacta y revisa cada concepto para que sea claro, riguroso y útil, con ejemplos y ejercicios cuando ayudan a entenderlo.