Termodinamica

Homogeneidad dimensional

Hablando de este tema, sabemos que todas las ecuaciones deben de ser dimensionalmente homogéneas, esto quiere decir que en una ecuación cada término debe tener las mismas unidades.

Sistemas cerrados y abiertos

Por otro lado tenemos que un sistema termodinámico o también llamado sencillamente sistema, es en concepto una cantidad demateria o una región del espacio elegida para su estudio. Y lo que está por fuera de la región ya sea la masa recibe el nombre de alrededores. La línea o superficie real que es imaginaria, la cual separa al sistema de sus alrededores se llama frontera.
Mientras tanto los sistemas pueden ser de dos maneras las cuales son cerrados o abiertos, el sistema cerrado que a su vez se le puede denominar comomasa de control consiste en una cantidad fija de masa y nada puede cruzar su frontera, pero además la energía en forma de calor o trabajo puede cruzar la frontera, y el volumen de un sistema cerrado no necesariamente tiene que ser fijo.
Sin embargo el otro tipo de sistema es el sistema abierto el cual implica cambios de energía y masa a través de la frontera.
Las fronteras del volumen de control sellaman superficie de control y pueden ser de dos maneras; reales o imaginarias.

Propiedades de un sistema

Sin embargo cualquier característica de un sistema se denomina propiedad. Algunos ejemplos de propiedades pueden ser entre las más destacadas; la presión (P) la temperatura (T), el volumen (V) y la masa (m), la lista puede resultar más amplia hasta incluir algunos no muyfamiliares como; la viscosidad, la conductividad térmica, el modulo de elasticidad, el coeficiente de expansión térmica, la resistividad eléctrica e incluso la velocidad y la elevación. No todas estas propiedades son independientes algunas se definen en términos de otras uno de estos casos de la densidad la cual se define como masa por unidad de volumen.
La densidad de una sustancia depende de latemperatura y de la presión.
También existen dos tipos de propiedades las cuales se consideran intensivas o extensivas. Las Propiedades intensivas son independientes del tamaño de un sistema, como puede ser la temperatura, la presión y la densidad. Los valores del otro tipo de propiedades (extensivas) dependen del tamaño o extensión del sistema, la masa el volumen y la energía total son algunosejemplos de esta.

Estado y equilibrio

En cuanto a la termodinámica, estudia estados en equilibrio, la palabra equilibrio implica un estado de balance. En un estado de equilibrio no hay potenciales desbalanceados o también llamadas fuerzas impulsoras dentro del sistema, en otras palabras un sistema cuando está en equilibrio no experimenta cambios cuando se aísla de susalrededores.
A pesar de esto existen muchos tipos de equilibrio, y un sistema no está en equilibrio termodinámico a menos que las condiciones de todos los tipos relevantes de equilibrio se satisfagan, un ejemplo de lo mencionado anteriormente es que un sistema está en equilibrio térmico si la temperatura es la misma en todo el sistema.
Con respecto a los tipos de equilibrios existe el equilibrio mecánico,este se relaciona con la presión, y un sistema está en equilibrio mecánico si no hay cambio en la presión en ningún punto del sistema con el tiempo.
En cuanto a un sistema está en equilibrio químico si su composición química no cambia con el tiempo, esto es, si no ocurren reacciones químicas.
Es evidente entonces que un sistema no se encuentra en equilibrio a no ser que se cumplan todos loscriterios relevantes de equilibrio.


Postulado de estado

Entonces como se indico, el estado de un sistema se describe por medio de sus propiedades, pero sabemos por experiencia que no es necesario especificar todas las propiedades para fijar un estado. El número de propiedades que se requiere para fijar el estado de un sistema está dado por el postulado de estado....