Menu

Termodinàmica.
Transformació de l'energia

Energia tèrmica i combustió.
Efectes de la termodinàmica

Entropia

Sistema termodinàmic, tipus de sistemes i definició

Sistema termodinàmic, tipus de sistemes i definició

Un sistema termodinàmic és una part de l'univers físic amb un límit específic per a l'observació. Aquest vaig imitar pot estar definit per parets reals o imaginàries.

Un sistema conté el que es diu un objecte d'estudi. Un objecte d'estudi és una substància amb una gran quantitat de molècules o àtoms. Aquest objecte està format per un volum geomètric de dimensions macroscòpiques sotmeses a condicions experimentals controlades.

Un sistema termodinàmic pot experimentar transformacions internes i intercanvia energia i / o matèria amb l'entorn extern.

Definició de sistema termodinàmic

Un sistema termodinàmic es defineix com una quantitat de matèria o una regió en l'espai sobre el qual l'atenció es concentra en l'anàlisi d'un problema.

Tot el que forma part de l'exterior de sistema es diu entorn o entorn. El sistema està separat de l'entorn pel límit del sistema.

El límit pot ser fix o mòbil. Un sistema i els seus voltants junts.

Tipus de sistemes termodinàmics

Dins de la termodinàmica hi ha els següents tipus de sistemes:

Sistema obert

Un sistema està obert si permet un flux amb l'entorn extern a través del seu límit. L'intercanvi pot ser energia (calor, treball, etc.) o matèria.

Un exemple d'un sistema obert és una piscina plena d'aigua. A la piscina l'aigua pot entrar o sortir de la piscina i pot escalfar mitjançant un sistema de calefacció i refrigeració per vent.

Sistema tancat

En termodinàmica, un sistema és tancat si permet un flux d'energia amb l'entorn exterior, a través de la seva frontera, (per mitjà de calor i / o treball i / o una altra forma d'energia), però no de massa. 

Un exemple és un cilindre mantingut tancat per una vàlvula, que pot escalfar o refredar, però no perd massa (mentre que el mateix cilindre es comporta com un sistema obert si obrim la vàlvula).

Sistema aïllat

Es diu que un sistema està aïllat si

  1. No permet l'intercanvi de matèria amb l'entorn exterior.

  2. No permet la transferència d'energia amb l'entorn extern.

Un exemple és l'univers. La majoria dels astrònoms també consideren l'univers com un sistema aïllat. No permet l'entrada ni la sortida de matèria ni d'energia.

Altres subdivisions

Cadascun d'aquests sistemes encara es pot esquematitzar causa de la seva complexitat interna ha la possibilitat de subdividir-se en subsistemes més petits. D'aquesta manera obtindrem que un sistema obert, adiabàtic obert, tancat, adiabàtic i aïllat pot ser:

  • Sistema termodinàmic simple. Un sistema és simple si està limitat per un límit, dins el qual no hi ha altres murs.

  • Sistema termodinàmic compost. Un sistema és compost si està delimitat per un límit, dins el qual hi ha altres murs.

Els sistemes també es pot classificar segons la seva homogeneïtat. D'aquesta manera es parla de sistemes:

  • Sistemes homogenis, en aquests sistemes les propietats macroscòpiques són les mateixes en qualsevol part.

  • Sistemes heterogenis, quan no passa el anterior. Per exemple, un líquid en presència del seu vapor.

Què vol dir que un sistema estigui en equilibri termodinàmic?

Un equilibri termodinàmic és un estat en el qual un sistema termodinàmic té un equilibri tèrmic i mecànic i una reacció d'equilibri.

L'estat de l'equilibri termodinàmic està determinat per variables intensives. Els paràmetres intensius són variables termodinàmiques que no depenen de la mida del sistema. Per exemple, la pressió i la temperatura.

Una variable extensiva és una variable que depèn de la mida del sistema. Per exemple, el volum.

Encara que el nom "estat d'equilibri" suggereix cas contrari, aquest estat no s'aconsegueix espontàniament en tots els sistemes aïllats. Molts 'sistemes químics' no aconsegueixen el seu estat d'equilibri ideal, perquè la reacció química que hauria de conduir a aquest equilibri no té l'energia d'activació necessària.

Autor:

Data de publicació: 19 de desembre de 2017
Última revisió: 17 de juny de 2020