Sistemas Termodinamicos

TERMODINÁMICA.

TEMA I: Sistema Termodinámico.

CONTENIDO

1. Definir el sistema termodinámico
2. Establecer las propiedades, procesos y ciclos de un sistema termodinámico
3. Definir la escala de temperatura
4. Establecer la ley cero de la termodinámica.

* Termodinámica.

La termodinámica es la rama de las ciencias físicas que estudia los diversos fenómenos de laenergía y las propiedades relacionadas de la materia, especialmente las leyes de transformación del calor en otras formas de energía, y viceversa.

* Sistema.

Un sistema es aquella porción del universo: un átomo, una galaxia, una determinada cantidad de materia o un cierto volumen en el espacio, la cual se desea estudiar. Es una región encerrada por una frontera especifica (que puede serimaginaria) fija o móvil.

1. Sistema Termodinámico.

Un sistema termodinámico es una región configurada en el espacio y de la que se desean estudiar las transformaciones de energía que ocurren dentro de sus límites, y el paso –si ocurre- de energía o materia, o de ambas, a través de la frontera, ya sea hacia afuera o hacia adentro de ésta. La región que rodea totalmente a un sistema sellama su alrededor o medio circundante. Este medio exterior contendrá sistemas, algunos de los cuales pueden afectar al sistema particular en estudio, tales como una fuente de calor. El cuerpo libre de la mecánica analítica es un sistema para el cual el modo de análisis está basado en las leyes de movimiento de Newton. En termodinámica, el modo principal de análisis se basa en el balance de masa yenergía del sistema analizado.

* Alrededores. La parte del universo que interacciona con el sistema constituye sus alrededores. La interacción entre el sistema y sus alrededores estará caracterizada por los intercambios mutuos de masa y energía, en sus diversas formas, la energía puede intercambiarse por medios mecánicos o por medios no mecánicos, esto es por procesos de calentamiento oenfriamiento.
En el caso de que un sistema esta contenido en un recipiente, lo cual es una situación común en termodinámica, el grado de interacción con sus alrededores dependerá de la naturaleza de sus paredes:

a) Paredes adiabáticas, son aquellas que no permiten que un sistema modifique su grado relativo de calentamiento. Los llamados aislantes térmicos a nivel comercial son excelentes ejemplosde materiales con esta propiedad, como la madera, el asbesto, etc.

b) Paredes diatérmicas, son aquellas que permiten interacciones que modifiquen el grado relativo de calentamiento. Los metales son materiales que constituyen excelentes paredes diatérmicas.

En virtud de la naturaleza de las paredes, Los sistemas pueden definirse de varias formas; para nuestro objeto se establecerán tresClases:

1. Sistema cerrado. Tiene paredes impermeables al paso de la materia; en otras palabras, el sistema no puede intercambiar materia con sus alrededores, y su masa permanece constante.
2. Sistema abierto. Puede existir intercambio de materia o de alguna forma de energía con sus alrededores.
3. Sistema aislado. No puede tener absolutamente ninguna interacción con sus alrededores: la paredresulta impermeable a la materia y a cualquier forma de energía mecánica o no mecánica.

2. Las propiedades se pueden clasificar como intensivas o extensivas.

Las propiedades intensivas Son aquellas que no dependen de la masa del sistema, como son, temperatura, presión y densidad. Es decir, si pudiéramos aislar muchas partes del sistema y pudiéramos medir estas propiedades en dichas partestendríamos siempre la misma medida. Por ejemplo, si estamos midiendo densidad no importa si tomamos un poco de masa o mucha porque de todas formas va a ser la misma densidad en ambos casos ya que esta no depende de la cantidad de masa a la cual midamos densidad sino de la cantidad que exista de ella en cierta cantidad de volumen, la cual permanece siempre constante.

Las propiedades extensivas...