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Termodinámica.
Transformación de la energía

Energía térmica i combustión.
Efectos de la termodinámica 

Entropía

Sistema termodinámico, tipos de sistemas y definición

Sistema termodinámico, tipos de sistemas y definición

Un sistema termodinámico es una parte del universo físico con un límite específico para la observación. Este límite puede estar definido por paredes reales o imaginarias.

Un sistema contiene lo que se llama un objeto de estudio. Un objeto de estudio es una sustancia con una gran cantidad de moléculas o átomos. Este objeto está formado por un volumen geométrico de dimensiones macroscópicas sometidas a condiciones experimentales controladas.

Un sistema termodinámico puede experimentar transformaciones internas e intercambia energía y/o materia con el entorno externo.

Definición de sistema termodinámico

Un sistema termodinámico se define como una cantidad de materia o una región en el espacio sobre el cual la atención se concentra en el análisis de un problema.

Todo lo que forma parte del exterior del sistema se llama entorno o entorno. El sistema está separado del entorno por el límite del sistema.

El límite puede ser fijo o móvil. Un sistema y sus alrededores juntos.

Tipos de sistemas termodinámicos

Dentro de la termodinámica hay los siguientes tipos de sistemas:

Sistema abierto

Un sistema está abierto si permite un flujo con el entorno externo a través de su límite. El intercambio puede ser energía (calor, trabajo, etc) o materia.

Un ejemplo de un sistema abierto es una piscina llena de agua. En la piscina el agua puede entrar o salir de la piscina y puede calentarse mediante un sistema de calefacción y refrigeración por viento.

Sistema cerrado

En termodinámica, un sistema es cerrado si permite un flujo de energía con el entorno exterior, a través de su frontera, (por medio de calor y / o trabajo y / u otra forma de energía), pero no de masa. 

Un ejemplo es un cilindro mantenido cerrado por una válvula, que puede calentar o enfriar, pero no pierde masa (mientras que el mismo cilindro se comporta como un sistema abierto si abrimos la válvula).

Sistema aislado

Se dice que un sistema está aislado si

  1. No permite el intercambio de materia con el entorno exterior.

  2. No permite la transferencia de energía con el entorno externo.

Un ejemplo es el universo. La mayoría de los astrónomos también consideran el universo como un sistema aislado. No permite la entrada ni la salida de materia ni de energía.

Otras subdivisiones

Cada uno de estos sistemas todavía se puede esquematizar debido a su complejidad interna existe la posibilidad de subdividirse en subsistemas más pequeños. De esta forma obtendremos que un sistema abierto, adiabático abierto, cerrado, adiabático y aislado puede ser:

  • Sistema termodinámico simple. Un sistema es simple si está limitado por un límite, dentro del cual no existen otros muros.

  • Sistema termodinámico compuesto. Un sistema es compuesto si está delimitado por un límite, dentro del cual existen otros muros.

Los sistemas también se puede clasificar según su homogeneidad. De esta manera se habla de sistemas:

  • Sistemas homogéneos, en estos sistemas las propiedades macroscópicas son las mismas en cualquier parte.

  • Sistemas heterogéneos, cuando no ocurre lo anterior. Por ejemplo, un líquido en presencia de su vapor.

¿Qué significa que un sistema está en equilibrio termodinámico?

Un equilibrio termodinámico es un estado en el que un sistema termodinámico tiene un equilibrio térmico y mecánico y una reacción de equilibrio.

El estado del equilibrio termodinámico está determinado por variables intensivas. Los parámetros intensivos son variables termodinámicas que no dependen del tamaño del sistema. Por ejemplo, la presión y la temperatura.

Una variable extensiva es una variable que depende del tamaño del sistema. Por ejemplo, el volumen.

Aunque el nombre "estado de equilibrio" sugiere lo contrario, este estado no se alcanza espontáneamente en todos los sistemas aislados. Muchos 'sistemas químicos' no alcanzan su estado de equilibrio ideal, porque la reacción química que debería conducir a ese equilibrio carece de la energía de activación necesaria.

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Fecha publicación: 19 de diciembre de 2017
Última revisión: 17 de junio de 2020