Cambio De Estado

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Sistemas que cambian de un estado a otro:

Una situación problemática se puede visualizar como un proceso, en el cual hay presente una situación inicial y otra final; éstas pueden considerarse como estados de un sistema, siendo el sistema el conjunto de todas las variables y constantes que describen o se identifican con la S.P. Al pasar de un estado a otro , estáimplícito el tiempo. Como todo proceso, el número de estados diferentes por los que pasa el sistema es teóricamente infinito, sin embargo, en la práctica se pueden considerar a lo menos dos estados: el estado inicial y el estado final, en una división arbitraria, o bien según sea necesario. La idea de la línea de tiempo es separar el “antes” del “después”, de modo de asegurarse que los datos que estánvinculados a cada estado sean correctamente empleados. Ejemplos de procesos: 1.- Movimiento de una partícula: caída libre, etc. 2.- Movimiento circular. 3.- Choques. etc,etc.

• Consideraremos como Sistema, a un conjunto de variables relacionadas entre sí
mediante ecuaciones(o inecuaciones). Cuando estas variables, toman un valor numérico determinado, caracterizan un cierto Estado del Sistema .Ejemplos de Sistemas: (convenio: La letra S, abrevia la palabra sistema y la letra E, se utilizará como abreviatura de estado del sistema.)

• Gas encerrado en un recipiente:
S(masa, densidad, volumen, presión, temperatura absoluta) El gas encerrado en un recipiente está caracterizado por las siguientes magnitudes físicas: {masa, densidad, volumen, presión, temperatura} las que están ligadasentre sí por distintas relaciones matemáticas, algunas de las cuales son definiciones y otras son relaciones obtenidas vía experimentación (relaciones empíricas.) a continuación se da el listado de estas relaciones:

Sergio Barrios Chicaisa / serbachi@hotmail.com

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relación entre las variables :

• densidad = masa / volumen (definición.) • (Presión x volumen) /Temperatura = constante
Ideales.) ejemplo: E ( ½ kg, 3[L],4 [atm] ,180[ºK] ) describe un cierto estado del sistema: E (masa, volumen, presión, temperatura absoluta) Es conveniente anotar estos datos en una matriz o tabla, según se verá en otros capítulos es una excelente forma de presentar la información. ( Ley de los gases

Estado Inicial masa volumen presión temperatura ½ kg 3[L] 4 [atm] 180[ºK]Barra metálica bajo ciertas condiciones de temperatura y fuerza de tracción:

• longitud de una barra metálica :
Las siguientes son las magnitudes que podríamos considerar asociadas a una barra: masa, densidad, volumen, longitud, temperatura, coeficiente de dilatación térmica, módulo de Young. Podemos escribir entonces: L(m,ρ,V,L,T,α,γ,F) relación entre las magnitudes físicas: • densidad =masa / volumen ↔ ρ = m /V………. (definición.) • L= L0 (1+α ΔT)………………………………… (relación empírica) • σ = F /A Esfuerzo = fuerza / área……………….. (definición.) • σ = εE ………………………… Ley de Hooke (experimental) • ε = ΔL / L = δ /L ;…………………….. deformación (definición) en este caso :La notación longitud (ρ, T,F,σ,α,..) expresa esta escritura que la longitud depende de lconjunto de variables consignadas entreparéntesis.

Sergio Barrios Chicaisa / serbachi@hotmail.com

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Sistema en proceso de cambio de estado:
Estado Inicial E1(a1 , b1 , c1 ,...) Estado Final E2(a2 , b2 , c2 ,...)

Línea de tiempo y dirección del cambio

Así un Estado Inicial, se podría caracterizar por el conjunto E1(a1 , b1 , c1 ,...) en donde a1 , b1 , c1 ,... son los valores que tiene cada variable delSistema “en un cierto instante” y un estado final por E2(a2 , b2 , c2 ,...)

• Para pasar de un Estado a otro, está involucrado en general el tiempo, y también
un cambio de energía.

• Hay presentes relaciones de tipo funcional entre las variables a, b, c, etc. • Las distintas variables a, b, c, d, ... toman diversos valores mientras se realiza el
proceso de cambio. En la secuencia...