Sistemas termodinámicos
Tercero Medio - Actividad Nº 19



En este tema aprenderás a definir el concepto de sistema termodinámico, su composición y las propiedades que presentan



   



1- ¿Qué son los sistemas termodinámicos?

Para lograr una visión más completa de una reacción química es necesario tener en cuenta el punto de vista termodinámico, es decir, considerar la energía involucrada en el proceso, sea energía térmica u otras formas de energía.

Para comprender los cambios de energía en las reacciones químicas, se deben definir los conceptos de sistema y entorno.

El sistema es lo que se desea estudiar, es una parte específica del universo de interés para nosotros. Para los químicos, los sistemas son las sustancias involucradas en cambios físicos y químicos. El entorno es todo lo que rodea al sistema material. A la separación del sistema, real o imaginaria, con su entorno, se le llama límite del sistema.

 

 

De acuerdo a sus características los sistemas se distinguen tres tipos de sistemas: abierto, cerrado y aislado

a- Un sistema abierto puede intercambiar materia y energía con su entorno. Por ejemplo, una cierta cantidad de agua en un recipiente abierto.

b- En un sistema cerrado, no hay transferencia de materia, solo de energía, por ejemplo, si se cierra el recipiente.

c- Finalmente, un sistema aislado, no posibilita la transferencia de materia ni de energía, como ocurre en un termo. 

 

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2- ¿Qué es la energía?

La energía es una magnitud cuya unidad de medida en el sistema internacional (S.I) es el Joule (J), y corresponde a una propiedad asociada a los objetos y sustancias, y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza, por ejemplo, al elevar un objeto, al transportarlo, deformarlo o calentarlo. También está presente en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica.

Aunque generalmente, se define la energía como la capacidad de efectuar trabajo, es preciso señalar que dicha definición es operativa y no refleja lo difícil que es conseguirla. La energía también se transfiere por calentamiento o enfriamiento, lo que se relaciona con la ganancia o pérdida de calor. Sin embargo, desde el punto de vista mecánico se conocen dos tipos clásicos de energía: la energía cinética, propia de los cuerpos en movimiento; y la energía potencial, que se relaciona con la posición que ocupa el cuerpo respecto a algún campo de fuerza.

 

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3- ¿Qué propiedades tiene un sistema termodinámico?

La materia puede presentar distintas propiedades que se pueden agrupar en dos categorías: las físicas y las químicas. Las propiedades físicas son factibles de medir sin cambiar la identidad y la composición de la sustancia, como por ejemplo el color, el olor, la densidad, el punto de fusión y la dureza. En cambio, las propiedades químicas, describen la manera en que una sustancia puede cambiar o reaccionar para formar otras sustancias, como por ejemplo la reactividad.

A su vez, algunas propiedades no dependen de la cantidad de la muestra que se esté examinando, como por ejemplo, la temperatura, el punto de fusión y la dureza, por lo que reciben el nombre de propiedades intensivas. En cambio, las propiedades extensivas de las sustancias, si dependen de la cantidad de sustancia a analizar e incluyen mediciones, como la masa, el volumen y la longitud.

Para describir un sistema termodinámico, es necesario conocer el valor de una serie de variables que determinan el estado inicial y el estado final del sistema, a estas se le llama variables de estado, y corresponden al volumen, la presión y la masa. También, hay un conjunto de variables que dependen exclusivamente del estado inicial y el estado final del sistema y no del mecanismo que sigue el proceso cuando pasa de un estado a otro. Estas propiedades reciben el nombre de funciones de estado.

 

 

Vídeo que explica los sistemas termodinámicos:

Vídeo que explica la energía térmica y la transferencia de calor:







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