Sistema termodinámico

Un sistema termodinámico é unha parte do Universo que se illa para o seu estudo. Este 'illamento' pódese levar a cabo dun xeito real, no campo experimental, ou dun xeito ideal, cando se trata de abordar un estudo teórico.

Características

Os sistemas termodinámicos clasifícanse segundo o grao de illamento que presentan coa súa contorna. Considérase contorna aquela parte do Universo que non é o sistema. Teoricamente, esa contorna é o resto do Universo, pero a nivel práctico restrínxese ás inmediacións do sistema. Aplicando este criterio poden darse tres clases de sistemas:

• Sistema illado, que é aquel que non intercambia nin materia nin enerxía. Un sistema ten múltiples xeitos de intercambiar enerxía co medio. Unha delas pode ser mediante unha transferencia neta de calor, aínda que tamén se poden considerar intercambios de tipo mecánico, no que se teñen en conta as deformacións da contorna onde se atopa confinado o sistema. Un exemplo desta clase podería ser un gas encerrado nun recipiente de paredes ríxidas o suficientemente grosas (paredes adiabáticas) como para considerar que os intercambios de enerxía calorífica. É importante entender a diferenza entre enerxía térmica e calor. A calor é unha 'enerxía en tránsito', concretamente é a transferencia de enerxía que se dá entre dous corpos que están en contacto directo, ou case, e que se atopan a distintas temperaturas. Comunmente, fálase de 'fluxo neto de calor' do obxecto quente ó frío. Malia que o termo de calor en si mesmo implica transferencia de enerxía, por costume utilízanse as expresións 'calor absorbida' ou 'calor liberada' para describir os cambios enerxéticos que ocorren durante un proceso sexan desprezables, xa que por hipótese non pode intercambiar enerxía en forma de traballo.

• Sistema pechado. É o que pode intercambiar enerxía pero non materia co exterior. Multitude de sistemas pódense englobar nesta clase. O mesmo planeta Terra, se non se teñen en conta os intercambios de materia que poden ter lugar como consecuencia da chegada dos asteroides ou meteoritos que chegan á súa superficie, pode considerarse un sistema pechado. Unha lata de sardiñas tamén podería estar incluída nesta clasificación. Como pode comprobarse non existen restricións sobre o tamaño do sistema. O sistema pode ser inclusive o propio Universo.

• Sistema aberto. Nesta clase inclúense a maioría de sistemas que poden observarse na vida cotiá. Por exemplo, un vehículo motorizado é un sistema aberto, xa que intercambia materia co exterior cando é cargado, ou o seu condutor introdúcese no seu interior para conducilo, ou é cargado de combustible nun repostaxe, ou se consideran os gases que emite polo seu tubo de escape pero, ademais, intercambia enerxía coa contorna. Só hai que comprobar a calor que desprende o motor e as súas inmediacións ou o traballo que pode efectuar carrexando carga.

Existen outros criterios para a clasificación de sistemas. A homoxeneidade que poida presentar un sistema é un deles. Deste xeito fálase de sistemas:

• Homoxéneos, se as propiedades macroscópicas de calquera parte do sistema son iguais en calquera parte ou porción do mesmo. O estado de agregación no que pode presentarse o sistema pode ser calquera. Por exemplo, unha sustancia sólida, pura, que se atopa cristalizada formando un monocristal é un sistema homoxéneo, pero tamén o pode ser unha certa porción de auga pura ou unha disolución, ou un gas retido nun recipiente pechado.

• Heteroxéneos, cando non ocorre o anterior

En Termodinámica, os sistemas elixidos para o seu estudo presentan, usualmente, unha especial sinxeleza. Os sistemas que se estudan son, xeralmente, aqueles cuxo estado queda perfectamente determinado por unha terna de variables de estado. Por exemplo, o estado dun gas pode ser descrito perfectamente cos valores da presión que hai no mesmo, a temperatura que presenta e o volume que ocupa. Nesta clase de sistemas, as variables non son absolutamente independentes, xa que existen ligaduras entre elas que poden ser descritas mediante ecuacións de estado.

Véxase tamén

Outros artigos

• Equilibrio termodinámico

Bibliografía

• Termodinámica Química. Juan A. Rodríguez Renuncio, Juan J. Ruíz Sánchez, José S. Urieta Navarro, Editorial Síntesis
• Equations o State in Engineering and Reserch. Chao, K. C., Robinson, R. L. (editores), ACS 182. American Chemical Society, Washington, 1.979
• Thermodynamics. Lewis, G. N. y Randall, Editorial McGraw Hill, 1.961
• Química, Raymond Chang, Cuarta edición, Editorial McGraw Hill 1.994