DEFINICION DE SISTEMA.
la masa o región fuera del sistema recibe el nombre de alrededores.
la superficie real o imaginaria que separa al sistema se llama frontera.
TIPOS DE SISTEMAS :
Sistema aislado es el sistema que no puede intercambiar materia ni energía con su entorno.
Sistema cerrado es el sistema que sólo puede intercambiar energía con su entorno, pero no materia.
Sistema abierto es el sistema que puede intercambiar materia y energía con su entorno.
SISTEMA ABIERTO
Sistema abierto de control es una región seleccionada en el espacio que por lo común encierra un dispositivo que comprende un flujo de masa como un compresor, una turbina entre otros.
tanto la masa como la energía pueden cruzar la frontera de un volumen de control la cual se denomina superficie de control.
se requiere determinar cuanto calor se debe transferir a el agua para que esta en el tanque suministre un flujo permanente de agua caliente.
puesto que la salida caliente del tanque y sera sustituida por agua fría no conviene elegir una masa fría, como sistema para el análisis en su lugar es posible concentrarse en el volumen formado por las superficie. interiores del tanque y considerar los flujos de agua caliente y fría como la masa que sale y entra al volumen de control en este caso la superficie interna del tanque forma la superficie de control y masa cruza la superficie de control en dos posiciones.
las relaciones termodinámicas aplicables a sistema cerrado y abierto son diferentes en consecuencia es muy importante reconocer el tipo de sistema antes de empezar con el análisis.
Un sistema abierto es aquel que recibe energía desde el exterior y por ende consta de un flujo continuo que le permite generar trabajo en forma permanente, a una tasa un poco menor que la cantidad de energía que el sistema recibe, (en función de la eficiencia de conversión).
Ejemplos de sistemas abiertos, el motor de un auto (necesita gasolina), la tierra (necesita de la luz y calor del Sol), un vela quemando se. La mayoría de los sistemas son abiertos.
SISTEMA CERRADO O MASA DE CONTROL
consiste en una cantidad fija de masa que de ella puede cruzar su frontera , ninguna masa puede encontrar o abandonar un sistema cerrado pero la energía en forma de calor o trabajo puede cruzar la frontera y el volumen de un sistema cerrado no tiene que ser fijo.
Un sistema cerrado es aquel que solo utiliza sus propios recursos. En un sistema cerrado solo se puede generar trabajo, a costa de las inhomogeneidades del sistema. Una vez consumida las concentraciones el sistema llega al punto medio, con entropía máxima, y ya no se puede obtener trabajo útil.
Ejemplos de sistemas cerrados: una olla a presión que no permita el escape de gases, en el laboratorio un reactor.
la energía no puede entrar ni salir , no cruza la frontera sistema ideal .
Sistema aislado: es un sistema ideal, no existe en su perfección,
ANÁLISIS DE SISTEMAS ABIERTOS Y CERRADOS
1.Si el sistema absorve calor Q > 0
2.Si el sistema cede calor Q < 0
3.Si el sistema recibe trabajo W > 0
4.Si el sistema realiza trabajo W < 0
2.Que signos tiene el calor y el trabajo en los siguientes procesos ?
1. un yunque se golpea con un martillo y luego se enfria. Q < 0 , W < 0
2.CO2 de una barra rigida se calienta aumentando su temperatura y presion. Q > 0, W < 0
3.una mezcla de hidrogeno y oxigeno en un cilindro de paredes adiabaticas (no absorve ni entrega energia)explota por una accion de una chispa y el embolo se desplaza con aumento de volumen . W > 0, Q = 0
4.un muelle metalico se comprime bruscamente. Q = 0 , W < 0.
TALLER # 1
Indique si los sistemas siguientes son abiertos, cerrados o aislados.
1.Gas que se expande en un cilindro provisto de un embolo. (cerrado).
2.Caldera de una maquina termica. (abierto).
3.Cohete (abierto).
4.Vaso. (abierto).
5.Termo lleno de agua caliente.(aislado).
6.Estadio. (abierto).
7.una planta desalineadora de agua de mar. (abierto).El volumen de un recipiente es 12m³ y su masa es de 3 kg halle la densidad.
Solución:
D=m/v
D=3 Kg/ 12 m³
D=0.25kg/m³
DONDE:
D= densidad.
m= masa.
v= volumen.