Conceptos Fundamentales

SISTEMA

Sistema es una porción del universo objeto de estudio. Un sistema es una región restringida, no
necesariamente de volumen constante, ni fija en el espacio, en donde se puede estudiar la transferencia y transmisión de masa y energía.

Todo sistema queda limitado por un contorno, paredes, fronteras o límites del sistema, que pueden
ser reales o imaginarios. También se llaman superficie de control.

El medio rodeante o entorno es la parte del universo próxima al sistema y que se ve afectada en
alguna medida por los procesos que ocurren en el sistema.

Tipos de sistemas

En función de los límites, un sistema puede ser:
· Cerrado: es una región de masa constante; a través de sus límites sólo se permite la transferencia
de energía. Se denomina masa de control.
· Abierto: en un sistema abierto es posible la transferencia de masa y de energía a través de sus
límites; la masa contenida en él no es necesariamente constante. Se denomina volumen de control;
la superficie limitante, que por lo menos en parte debe ser permeable o imaginaria, se llama
superficie de control.
· Aislado: un sistema aislado no puede transferir materia ni energía con el medio rodeante. El
universo en su totalidad se puede considerar como un sistema aislado.

Se denomina fase a cierta cantidad de materia, homogénea en composición química y estructura
física. Un sistema que contiene una sola fase se denomina homogéneo, y si consta de dos o más
fases es un sistema heterogéneo. Una fase puede estar compuesta de una sustancia pura o de varios
componentes.

Tipos de límites de los sistemas
· Adiabáticos, cuando no pueden ser atravesados por el calor.
· Diatérmicos, si permiten la transferencia del calor.
· Rígidos, si no permiten el cambio de volumen.
· Permeables o semipermeables, cuando a través de las paredes del sistema puede pasar cualquier
clase o sólo determinadas sustancias respectivamente.

PROPIEDAD

Definición de propiedad
Propiedad es cualquier característica evaluable de un sistema, cuyo valor depende de las condiciones
de éste. Las propiedades de un sistema definen su "estado". La lista de estas propiedades se
puede reducir, si se considera que no todas son significativas para un análisis determinado. Por
ejemplo, el color de un avión no será significativo para analizar las características de su despegue,
pero sí puede serlo para su estado estético y para su análisis comercial. Por ello se agrupan las propiedades en clases significativas según los tipos de análisis, y por ello se proponen diferentes tipos
de estados. De acuerdo con ello, las características del despegue del avión puede depender de su
geometría, estado geométrico; su velocidad y altitud serán características de su estado cinético; la
temperatura, presión y humedad de la cabina relacionarán su estado termodinámico.

La termodinámica gira alrededor de la energía y por ello las propiedades termodinámicas serán aquellas que se relacionan con la energía, y definen su estado termodinámico.

Tipos de propiedades
Algunas propiedades internas o termodinámicas son: la masa m, presión P, temperatura T, volumen
V, energía interna U, entropía S, y además los factores térmicos o coeficientes termoelásticos, los
calores latentes, presión de vapor, capacidades caloríficas, densidad, etc. Para sistemas compresibles
cerrados estas propiedades son las apropiadas.

Para sistemas abiertos, o cerrados en movimiento, hay además un segundo tipo de propiedades, que
son las externas o mecánicas; dependen del movimiento o de la posición del sistema en el campo
gravitatorio: la velocidad c y la altura z, es decir, de la energía cinética y potencial. Es evidente que si el sistema es una pila eléctrica, ni la P ni el V, serán propiedades significativas para su análisis, que serán sustituidas por la f.e.m. o potencial de la pila e y por la carga consumida q. Cuando tratemos de estudiar la termodinámica de una superficie elástica deberemos considerar su tensión superficial s y el área A. A veces se denominan coordenadas termodinámicas aquellas propiedades fundamentales o significativas de las cuales fácilmente pueden deducirse las demás. Hemos de señalar que la T y la S son propiedades universales que deben ser consideradas en cualquier sistema.

Las propiedades de estado se llaman también variables de estado o funciones de estado (pues unas
propiedades dependen de otras).

Propiedades extensivas: Son aquellas que dependen de la masa del sistema, por ejemplo el volumen,
y todas las clases de energía. Si un sistema está constituido por N subsistemas, el valor de una
propiedad extensiva X para el sistema total, vendrá dado por siendo Xi la propiedad extensiva del subsistema i. Es decir, las propiedades extensivas son aditivas. Para designar las propiedades extensivas se utilizan letras mayúsculas (la masa m es una excepción importante).

Propiedades intensivas: Son independientes del tamaño, masa o magnitud del sistema, por ejemplo
la presión, temperatura, viscosidad y altura. Las propiedades extensivas se convierten en intensivas
si se expresan por unidad de masa (propiedad específica), de moles (propiedad molar) o de
volumen (densidad de propiedad). Las propiedades intensivas se representan con letras minúsculas,
con la excepción de la temperatura T.