Sistemas y propiedades termodinámicas

SISTEMAS Y PROPIEDADES TERMODINÁMICAS

Esta experiencia tenía como uno de sus propósitos el que armáramos diferentes tipos de sistemas termodinámicos y determináramos cómo varían las propiedades físicas de un fluido, específicamente el agua, en una región o espacio abierto, cerrado y aislado, además de familiarizarnos con el manejo del equipo necesario.
Las propiedades físicas a investigarincluían tanto propiedades intensivas o independientes de la masa del sistema, tales como: la temperatura, la presión y la densidad, así como también propiedades extensivas, es decir, dependientes del tamaño o extensión del sistema, como la masa tota, el volumen total y propiedades específicas, como el volumen específico.
La estrategia a utilizar consistió en armar primeramente cada sistema,determinar las propiedades independientes, es decir, aquellas que podíamos medir directamente al agua, y posteriormente realizar los cálculos de aquellas dependientes, es decir, que no se podían medir.
Nosotros esperamos que en el sistema abierto se registren cambios tanto en la materia (masa), así como también en la energía, mientras que en el sistema cerrado el valor de la masa no varíe,más sí se registre cambio de energía y finalmente en el sistema aislado esperamos que no se evidencie intercambio ni de materia ni de energía. Este análisis se fundamenta en los conocimientos teóricos que tenemos acerca de las características propias de cada tipo de sistema termodinámico, pues, teóricamente, en un sistema abierto, tanto la energía, ya sea en forma de calor o de trabajo ytambién la masa pueden atravesar la frontera del sistema; en el sistema cerrado puede haber transferencia de energía como calor o trabajo, pero, no debe registrarse pérdida de masa: mientras que en el aislado no debe transferirse ningún tipo de energía ni de masa hacia y desde él.

TEORÍA RELACIONADA

Un Sistema Termodinámico es una parte del Universo que se aísla para su estudio. Esteaislamiento se puede llevar a cabo de una manera real, en el campo experimental, o de una manera ideal, cuando se trata de abordar un estudio teórico.
Los sistemas termodinámicos se clasifican según el grado de aislamiento que presentan con su entorno. Aplicando este criterio pueden darse tres clases de sistemas: (Figura #1 y #2).
* Sistema aislado: Es aquel que no intercambia ni materia ni energíacon su entorno. Un ejemplo de este clase podría ser un gas encerrado en un recipiente de paredes rígidas lo suficientemente gruesas, como para considerar que los intercambios de energía calorífica sean despreciables, ya que por hipótesis no puede intercambiar energía en forma de trabajo.
* Sistema cerrado: Es el que puede intercambiar energía pero no materia con el exterior. Multitud desistemas se pueden englobar en esta clase. El mismo planeta Tierra puede considerarse un sistema cerrado. Una lata de sardinas también podría estar incluida en esta clasificación.
* Sistema abierto: En esta clase se incluyen la mayoría de sistemas que pueden observarse en la vida cotidiana. Por ejemplo, un vehículo motorizado es un sistema abierto, ya que intercambia materia con elexterior cuando es cargado, o su conductor se introduce en su interior para conducirlo, o es cargado de combustible en un repostaje, o se consideran los gases que emite por su tubo de escape pero, además, intercambia energía con el entorno. Sólo hay que comprobar el calor que desprende el motor y sus inmediaciones o el trabajo que puede efectuar acarreando carga.
Se considera entorno aquellaparte del Universo que no es el sistema. Teóricamente, ese entorno es el resto del Universo, pero a nivel práctico se restringe a las inmediaciones del sistema. Un sistema tiene múltiples maneras de intercambiar energía con el medio. Una de ellas puede ser mediante una transferencia neta de calor, aunque también se pueden considerar intercambios de tipo mecánico, en el que se tienen en cuenta las...