Sistemas Termodinámicos

Sistemas Termodinámicos

Un sistema termodinámico es una región del universo elegida para el estudio o análisis termodinámico. La región del universo exterior del sistema con la que puede intercambiar energía, calor o trabajo es llamada ambiente, alrededores o entorno. La frontera (pared) de un sistema es el límite que señala la superficie de contacto que comparten el sistema y el ambiente. Se supone idealmente que la frontera tiene un grosor cero por lo que no contiene ni masa ni ocupa ningún volumen en el espacio La frontera puede ser real o imaginaria, puede estar fija o se puede mover y puede variar de tamaño.

Un sistema termodinámico puede ser un balón lleno de gas, un matraz con reactivos químicos o una locomotora de vapor o los pistones y cilindros de la máquina.

Un sistema puede contener varias fases dentro de su frontera. Una fase es una cantidad de materia homogénea en cuanto a su estructura física y a su composición química. Una estructura física homogénea requiere que la sustancia sea toda gas, toda líquida o toda sólida. Los sistemas pueden constar de dos fases, como la líquida y la gaseosa, de modo que las dos fases estén separadas por una frontera interna entre fases.

Una vez que se ha elegido un sistema para su análisis, en adelante se le puede describir en función de sus propiedades. Una propiedad es una característica de un sistema, y su valor es independiente de la historia del sistema. Con frecuencia, el valor de una propiedad es directamente mesurable. En otros casos, se define una propiedad como combinación matemática de otras propiedades.

Las propiedades se consideran intensivas o extensivas. Las propiedades intensivas son aquellas independientes de la masa de un sistema, como temperatura, presión y densidad. Las propiedades extensivas son aquellas cuyos valores dependen del tamaño o extensión del sistema. La masa total, volumen total y cantidad de movimiento total son algunos ejemplos de propiedades extensivas.

Dependiendo si la materia o la energía pueden o no pueden abandonar o acceder al sistema, los sistemas termodinámicos pueden ser considerados:

Abiertos: pueden intercambiar materia y energía con el ambiente exterior.

Un ejemplo de sistema abierto lo constituye un calentador de agua que tiene un orificio de entrada y otro de salida para el agua. Cualquier organismo vivo constituye un claro ejemplo de sistema abierto, intercambia materia y energía (nutrientes y desechos) con su entorno.

Las variables o propiedades relacionadas con este tipo de sistemas son las extensivas ya que dependen exclusivamente de la cantidad de materia que interactúe en el sistema.

Cerrados: es aquel en el la materia no puede salir o entrar en el sistema, es decir, no atraviesa la frontera,

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