SISTEMAS TERMODINÁMICOS (Tipos de sistemas ABIERTO, CERRADO y AISLADO)
Summary
TLDR¡Hola amigos! En este video se explican los sistemas termodinámicos. Un sistema es una región en el espacio seleccionada para su análisis, con los alrededores y la frontera que lo separa del entorno. Se describen tres tipos de sistemas: el cerrado, donde la masa es constante pero la energía puede cruzar la frontera; el aislado, que no permite el intercambio de masa ni energía; y el abierto, donde ambos pueden cruzar la frontera. Cada tipo tiene características únicas que se ejemplifican. ¡No olviden suscribirse y dar like al video!
Takeaways
- 🌍 Un sistema en termodinámica es una región seleccionada del espacio para análisis, separada de los alrededores.
- 🌐 Los alrededores son la región fuera del sistema, mientras que la frontera es la superficie que los separa.
- ✋ La frontera puede ser real o imaginaria, y puede ser fija o móvil, pero no tiene masa ni volumen.
- 🔒 Un sistema cerrado tiene una cantidad fija de masa; la masa no puede cruzar la frontera, pero la energía sí puede hacerlo.
- ♻️ En un sistema cerrado, la masa es constante, pero el volumen puede cambiar.
- 🚫 Un sistema aislado no permite el paso ni de masa ni de energía a través de la frontera.
- ❌ En un sistema aislado, no hay interacción térmica ni mecánica, por lo tanto, el calor (Q) y el trabajo (W) son cero.
- 🔄 Un sistema abierto permite el intercambio tanto de masa como de energía a través de la frontera.
- ⚙️ En un sistema abierto, también llamado de volumen de control, puede haber interacción térmica y mecánica.
- 🛠 Las fronteras de los sistemas abiertos se conocen como superficies de control y pueden ser reales o imaginarias.
Q & A
¿Qué es un sistema dentro de la termodinámica?
-Un sistema en termodinámica es una región en el espacio elegida y separada del resto para su análisis. Esta porción es aislada para estudiar sus propiedades.
¿Qué son los alrededores en un sistema termodinámico?
-Los alrededores son la región fuera del sistema seleccionado, es decir, todo lo que no está dentro de la región aislada para el análisis.
¿Qué es la frontera de un sistema termodinámico?
-La frontera es la superficie, real o imaginaria, que separa el sistema de sus alrededores. Puede ser fija o móvil y tiene espesor cero, lo que significa que no posee masa ni volumen.
¿Cuáles son las tres categorías fundamentales de sistemas termodinámicos?
-Las tres categorías son: el sistema cerrado, el sistema aislado y el sistema abierto.
¿Qué caracteriza a un sistema cerrado?
-Un sistema cerrado tiene una cantidad fija de masa, lo que significa que la masa es constante y no puede entrar ni salir del sistema. Sin embargo, la energía, en forma de calor o trabajo, sí puede cruzar la frontera.
¿Cómo difiere un sistema aislado de un sistema cerrado?
-En un sistema aislado, ni la masa ni la energía pueden cruzar la frontera. Esto significa que no hay interacción térmica ni mecánica con los alrededores, a diferencia del sistema cerrado donde solo la energía puede traspasar la frontera.
¿Qué ocurre con la energía y el trabajo en un sistema aislado?
-En un sistema aislado, tanto la energía (Q) como el trabajo (W) son iguales a 0, ya que no hay interacción con el exterior.
¿Qué es un sistema abierto?
-Un sistema abierto, también llamado sistema de volumen de control, es aquel en el que tanto la masa como la energía pueden cruzar la frontera. Esto permite interacciones térmicas y mecánicas.
¿Qué son las superficies de control en un sistema abierto?
-Las superficies de control son las fronteras de un sistema abierto y pueden ser reales o imaginarias. Son las que delimitan el espacio donde se lleva a cabo el análisis.
¿Cuál es la diferencia entre fronteras reales e imaginarias en un sistema abierto?
-Las fronteras reales son las que físicamente existen, como las paredes de una tobera. Las fronteras imaginarias son aquellas que se trazan para delimitar el análisis sin existir físicamente.
Outlines
📚 Introducción a los Sistemas Termodinámicos
Este párrafo introduce el concepto de sistemas termodinámicos. Un sistema es una región seleccionada en el espacio para su análisis, mientras que lo que se encuentra fuera de esa región son los alrededores. Se menciona que la frontera es la superficie que separa el sistema de sus alrededores, la cual puede ser fija o móvil y no tiene masa ni volumen. El análisis se enfocará en tres tipos de sistemas: cerrado, aislado y abierto.
🔒 Sistema Cerrado
Se explica que un sistema cerrado tiene una cantidad fija de masa, por lo que no entra ni sale masa del sistema, aunque la energía en forma de calor o trabajo sí puede cruzar la frontera. Esto significa que aunque la masa se mantenga constante, el volumen puede cambiar debido al intercambio de energía.
🚫 Sistema Aislado
En este sistema, ni la masa ni la energía pueden cruzar la frontera, lo que implica que no hay interacción térmica ni mecánica con el entorno. Como resultado, tanto el calor (Q) como el trabajo (W) son iguales a cero, ya que no hay transferencia de energía a través de la frontera.
🌬️ Sistema Abierto o de Volumen de Control
El sistema abierto permite tanto la transferencia de masa como de energía a través de la frontera. Un ejemplo mencionado es una tobera, aunque el sistema abierto puede ser cualquier otro. A diferencia del sistema aislado, aquí sí existe interacción térmica y mecánica. Las fronteras en este sistema se conocen como superficies de control y pueden ser reales o imaginarias.
🎬 Conclusión y Despedida
El video concluye prometiendo ejemplos de los sistemas termodinámicos explicados y agradeciendo a los espectadores. Se invita a darle me gusta al video y a suscribirse al canal, destacando la importancia de este apoyo para el creador de contenido. Finalmente, el narrador se despide y anuncia el siguiente video.
Mindmap
Keywords
💡Sistema termodinámico
💡Alrededores
💡Frontera
💡Sistema cerrado
💡Sistema aislado
💡Sistema abierto
💡Volumen de control
💡Energía
💡Masa
💡Interacción térmica o mecánica
Highlights
Introducción a los sistemas termodinámicos con ejemplos claros sobre su definición y características.
Explicación detallada de qué es un sistema en la termodinámica, definiendo su espacio y análisis.
Distinción entre el sistema y sus alrededores, resaltando la importancia de la región fuera del sistema para el análisis.
Descripción de la frontera entre el sistema y los alrededores, explicando que puede ser real o imaginaria, fija o móvil.
Diferenciación de los tipos de sistemas termodinámicos: sistema cerrado, aislado y abierto.
Definición del sistema cerrado: la masa es constante, pero la energía en forma de calor o trabajo puede cruzar la frontera.
Diferenciación entre masa constante y volumen variable en un sistema cerrado.
Descripción del sistema aislado, donde ni la masa ni la energía pueden cruzar la frontera.
Revisión de la interacción térmica y mecánica, y cómo estas no ocurren en un sistema aislado debido a la falta de transferencia de energía.
Definición del sistema abierto o sistema de volumen de control, donde tanto la masa como la energía pueden cruzar la frontera.
Ejemplo de sistema abierto usando una tobera como representación de un sistema termodinámico con intercambio de energía y masa.
Diferenciación entre fronteras reales e imaginarias dentro de los sistemas abiertos, usando el ejemplo de la tobera.
Referencia a un vídeo previo para una explicación más detallada sobre las interacciones térmicas y mecánicas.
Resumen final de los sistemas termodinámicos cubiertos en el vídeo (cerrado, aislado y abierto).
Cierre del vídeo invitando a los espectadores a suscribirse y darle 'me gusta' para seguir apoyando el canal.
Transcripts
¡Hola amigos!
En este vídeo veremos los sistemas termodinámicos.
¿Qué es un sistema dentro de la termodinámica?
Un sistema es una región en el espacio
elegida y separada del resto para hacer su análisis.
Entonces de todo un universo de todo el espacio se elige una pequeña porción,
esta porción es a la que llamaremos sistema, la cual es elegida para hacer su análisis.
Los alrededores es la región que está fuera del sistema, como en este
ejemplo que aquí seleccionamos nuestro sistema lo que esté fuera de esta
región seleccionada y elegida para su análisis serán los alrededores.
Y por último tenemos la frontera.
La frontera es la superficie real o
imaginaria que separa al sistema de sus alrededores.
Esta puede ser fija o móvil
y es de espesor 0,
con lo cual queremos decir que esta frontera no posee una masa ni un volumen.
Entonces si ésta es nuestra región seleccionada que es el sistema
y éste son sus alrededores, lo que
estaría en verde es la frontera que separa al sistema de los alrededores.
Ahora tenemos 3 categorías fundamentales en los sistemas termodinámicos,
que es el sistema cerrado,
el sistema aislado
y el sistema abierto que ahora explicar en cada uno de ellos.
Primero tenemos al sistema cerrado.
El sistema cerrado consta de una cantidad fija de masa,
es decir, la masa es constante, por lo tanto,
al sistema no entra ni sale masa.
La masa no puede traspasar la frontera, pero la energía en forma de calor o trabajo
si puede cruzar la frontera y por ello no
forzosamente el volumen de nuestro sistema va a ser constante.
La masa siempre va a ser constante pero el volumen del sistema puede variar.
Ahora tenemos el sistema termodinámico aislado, este sistema termodinámico a
diferencia del cerrado, este no permite que la masa ni la energía crucé la frontera,
es decir, tenemos una masa constante y ni la masa ni la
energía puede cruzar esta frontera.
Y como lo vimos en el vídeo pasado
(que sí no lo han visto el link se los dejó en la caja de información abajo)
en los sistemas termodinámicos puede haber una interacción
de tipo térmica o una interacción de tipo mecánica,
en este caso como la energía no puede traspasar
la frontera, no existe una interacción de tipo térmica o mecánica por lo tanto
nuestra "Q" y nuestra "W" que es la energía y el trabajo
va a ser igual a 0.
Ya que no hay una interacción en la energía y por último tenemos al sistema abierto
o también denominado sistema de volumen de control.
En este sistema tanto la masa como la energía pueden traspasar la frontera
aquí tenemos nuestro sistema delimitado por en este caso una tobera, pero puede
ser cualquier otro.
Este sistema en comparación al anterior
que era el sistema aislado si puede haber una interacción de tipo térmica
o de tipo mecánica,
ya que hay un intercambio de energía y también un intercambio de masa.
Las fronteras de un volumen de control o también llamado sistemas abiertos
se conocen como superficies de control
y pueden ser reales o imaginarias,
por ejemplo estas dos rayas que representan nuestra tobera,
son fronteras reales pero también tenemos las fronteras imaginarias,
que podría ser delimitar nuestro análisis a este punto,
a estos puntos,
y entonces éstas serían nuestras fronteras imaginarias
y estas nuestras fronteras reales.
Y estos son los sistemas termodinámicos que vamos a ejemplificar más adelante.
Espero les haya servido mucho este video.
Recuerden que si fue así darle me gusta al video y suscribirse al canal,
que me ayudan mucho con ello.
Nos vemos en el siguiente vídeo amigos.
Adios :).
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